设于五轴加工机的超音波定位装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种设于五轴加工机的超音波定位装置，其包括一超音波装置及一定位盘。超音波装置用以固定一素材，并可对素材产生超音波震动。定位盘用以固定超音波装置，并用以枢接于一五轴加工机上，使素材受五轴加工机上的五轴移动控制，并配合超音波震动使五轴加工机的加工部可对素材加工。
【专利说明】设于五轴加工机的超音波定位装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种加工端部可作五轴向移动、利于加工，与应用范围广而设于五轴加工机的超音波定位装置。
【背景技术】
[0002]传统五轴加工装置主要包括底座、垂直支撑杆组、上部支撑杆组、加工平台、轴座、线性滑轨X轴、线性滑轨Y轴、线性滑轨Z轴、W移动轴、U移动轴与加工机本体所组成，被加工物件可放于加工平台，利用线性滑轨X轴、线性滑轨Y轴、线性滑轨Z轴、W移动轴、U移动轴，移动控制加工平台的位置与翻转角度，而做灵活的五轴移动加工。
[0003]而目前市面上尚无于五轴加工机上设置超音波加工装置的设计，所以，如何设计出可改善传统装置缺点的结构，即是当务之急。
实用新型内容
[0004]本实用新型是一种兼具可作五轴向移动极利于加工，与应用范围广而设于五轴加工机的超音波定位装置。
[0005]为达成前述目的，本实用新型提供一种设于五轴加工机的超音波定位装置，其特征在于，包括一超音波装置与一定位盘，其中:
[0006]该超音波装置具有:
[0007]—加工端部，用以固定一素材；
[0008]一发震端部，连结于该加工端部，用以对该素材产生超音波震动；
[0009]一第一连接部，连结于该加工端部及该发震端部间，并供该超音波装置对外连结；
[0010]该定位盘包括:
[0011]一定位部，供该发震端部容纳定位；
[0012]一第二连接部，对应该第一连接部而设于该定位盘，供该定位盘连结该超音波装置；
[0013]一对枢接部，用以供该定位盘枢接于一五轴加工机，供该加工端部与该五轴加工机上相对五轴移动,并配合超音波震动对该素材进行加工。
[0014]所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其中:该加工端部包括:
[0015]一基座，连结于该第一连接部；
[0016]—套筒，设于该基座内，并能够在一放松位置与一夹紧位置之间变换；
[0017]一螺帽，用以锁固于该基座，并能够放松与夹紧该套筒，而使该套筒在该放松位置与该夹紧位置之间变换；
[0018]一素材治具，设于该套筒内，并用以固定该素材；当该套筒在该放松位置与该夹紧位置之间变换时，能够分别退离与固定于该套筒。
[0019]所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其中:该发震端部是超音波震动结构。
[0020]所述设于五轴加工机的超音波定位盘，其中:该五轴加工机设有一第一轴移动装置、一第二轴移动装置、一第三轴移动装置、一第四轴移动装置、一第五轴移动装置、一工作部及一加工部；该第一轴移动装置设于该五轴加工机上，并可沿一第一移动方向移动；该第二轴移动装置设于该第一轴移动装置上，并可沿一第二移动方向动；该加工部设于该第三轴移动装置上，该第三轴移动装置设于该第二轴移动装置上，用以带动该加工部沿一第三移动方向移动；该第五轴移动装置设于该第四轴移动装置上，该第四轴移动装置设于该五轴加工机上，用以带动该第五轴移动装置沿该第四轴移动方向移动；该对枢接部供该定位盘枢接于该第五轴移动装置上，该工作部设于第四轴移动装置上，该第五轴移动装置用以带动该定位盘沿一第五轴移动方向移动，而控制五轴加工机所设的五轴移动装置配合加工条件而作相对五轴移动，进而控制加工部对加工端部进行加工操作，并配合超音波震动对该素材进行加工。
[0021]所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其特征在于:
[0022]该第五轴移动装置包括:
[0023]一马达，凭借螺丝而锁固于该工作部，用以带动该定位盘沿该第五移动方向转动；
[0024]一弹性顶推座，设于该马达与该定位盘之间，其由复数个螺丝、一弹簧固定座、一弹簧及一顶柱共同组合构成；
[0025]一定位结构，设于弹性顶推座与该定位盘之间，该定位结构包括一定位座、定位柱及用以将该定位座锁固于该马达上的螺丝，该定位座与该弹性顶推座凭借该弹性顶推座的该复数个螺丝作锁固结合，该弹性顶推座的该顶柱套经该定位座的中央，使该定位结构能够随该马达旋转；该定位座前端与该定位盘的枢接部连结，使该定位结构随该马达旋转时，相对带动该定位盘及该超音波装置转动；
[0026]一感应环，套固于该定位座上，并位于该定位结构与该工作部之间；
[0027]该工作部，是空心框结构而供该定位盘套入，其对应该定位盘的两个枢接部设有两个枢接孔。
[0028]所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其中:还包括:
[0029]一汽缸，以螺丝锁固于汽缸固定板后，再将汽缸固定板以螺丝与工作部作锁固结合；
[0030]一轴承结构，设于该汽缸与该定位盘之间，该轴承结构由复数个螺丝、一顶针、数个轴承、一轴承固定片及一轴承座共同构成；该顶针位于该轴承座前端处，且该汽缸可对顶针前端与该定位盘的另一枢接部作连结卡制或分离的操控；
[0031]一推顶环，套于该工作部的枢接孔内，并供该轴承结构套置，且位于该轴承结构与该定位盘之间。
[0032]所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其中:该加工端部还包括一压板，用以将该发震端部压制固定于该定位部。
[0033]所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其特征在于:
[0034]该第五轴移动装置包括:
[0035]一马达；
[0036]一减速机，以螺栓锁固于该马达前端，而以螺丝锁固于该工作部，该减速机用以将该马达传动的动力作减速控制；
[0037]一定位结构，设于该减速机与该定位盘之间，该定位结构包括该定位座及用以将该定位座锁固于该减速机上的螺丝，使该定位结构与该减速机能够随该马达旋转；该定位座前端与该定位盘的枢接部连结，使该定位结构随该马达旋转时，相对带动该定位盘及该超音波装置转动；
[0038]一感应环，设于该定位结构与该工作部之间；
[0039]该工作部为单边柱架结构，对应该定位盘的两个枢接部设有两个枢接孔；而该感应环设于其中一个该枢接孔上。
[0040]所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其中:还包括:
[0041]一轴承结构,包括一套于工作部另一枢接孔内的轴承座、套于该轴承座内的轴承、复数个将该轴承座锁固于该工作部另一枢接孔外侧的螺丝；
[0042]一支柱，位于该工作部的枢接孔内，而凭借螺丝与定位盘另一端的枢接孔结合，并套于该轴承结构的轴承内而能够作转动，使该定位盘一端的枢接部与该定位结构的定位座前端连结，提供该定位结构随该马达旋转时，相对带动该定位盘及该超音波装置转动。
[0043]与现有技术相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有的优点在于:
[0044]〔I〕加工端部可配合作五轴向移动极利于加工。本实用新型经巧妙设计，使得加工端部得以带动素材于五轴加工机上进行五轴移动，进而可对素材进行多角度的加工，而加工出更具变化性的成品。
[0045]〔2〕应用范围广。本实用新型应用五轴移动与超音波加工，可对素材进行多角度的精密加工，诸如假牙、模型、微雕刻……等均可，故，应用范围广泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]图1是本实用新型的第一实施例的分解的示意图；
[0047]图2是图1的局部剖视图；
[0048]图3是图1另一角度的立体组合外观示意图；
[0049]图4是图1的应用例的分解示意图；
[0050]图5是图4的局部组合剖面分解示意图；
[0051]图5A是图5的组合剖面示意图(该顶针伸出与该枢接部连结卡制状态)；
[0052]图5B是图5的组合剖面示意图(该顶针缩回与该枢接部分离状态)；
[0053]图6A与图6B是分别为本实用新型应用于五轴加工机的不同角度的示意图；
[0054]图7、图8及图9是分别为本实用新型应用于五轴加工机作调整至不同角度加工的示意图；
[0055]图10是经本实用新型的装置作加工完成时的成品示意图；
[0056]图11是本实用新型的第二实施例的分解示意图；
[0057]图12是图11的组合剖面分解示意图；
[0058]图13是图11的组合剖面示意图；
[0059]图14是图11的组合后的第一角度示意图；
[0060]图15是图11的组合后的第二角度示意图；
[0061]图16是图11的组合后的第三角度示意图；
[0062]图17是图11的组合后的第四角度示意图。
[0063]附图标记说明:10_超音波装置；11-加工端部；111-基座；112-套筒；113-螺帽；114-素材治具；115-压板；12-发震端部；13-第一连接部；20_定位盘；21_定位部；22_第二连接部；23_枢接部；31_汽缸；312-汽缸固定板；32_轴承结构；311、313、321、343、351、95A、95G、951、9511、9561、9562-螺丝；322_ 顶针；323_ 轴承；324_ 轴承固定片；325_ 轴承座；33_推顶环；34_轴承结构；341_轴承座；342_轴承；35_支柱；90_五轴加工机；90A_素材；90B-成品；91_第一轴移动装置；92_第二轴移动装置；93_第三轴移动装置；94_第四轴移动装置；95_第五轴移动装置；951-马达；952_弹性顶推座；953_定位结构；954_感应环；955_马达；956_减速机；957_定位结构；958_感应环；95B_弹簧固定座；95C_弹簧；95D-顶柱；95E-定位座；95F-定位柱；95H_定位座；96_工作部；961_枢接孔；97_加工部；P12A-放松位置；P12B-夹紧位置；X-第一移动方向；Y-第二移动方向；Ζ_第三移动方向；U-第四移动方向；w-第五移动方向。
【具体实施方式】
[0064]配合参阅图1至图10所示，本实用新型是一种设于五轴加工机的超音波定位装置，其第一实施例包括:
[0065]一超音波装置10，具有:
[0066]一加工端部11,用以固定一素材90A ；
[0067]—发震端部12,连结于该加工端部11,用以对该素材90A产生超音波震动；
[0068]一第一连接部13，连结于该加工端部11及该发震端部12间，并供该超音波装置10对外连结；
[0069]一定位盘20，包括:
[0070]一定位部21，供容纳该发震端部12 ；
[0071]一第二连接部22，对应该第一连接部10而设于该定位盘20，供该定位盘20连结该超音波装置10 ；
[0072]一对枢接部23，用以供该定位盘20枢接于一五轴加工机90，供该加工端部11与该五轴加工机90上相对五轴移动，并配合超音波震动对该素材90A进行加工。
[0073]该加工端部11可包括:
[0074]一基座111，连结于该第一连接部13 ；
[0075]一套筒112,设于该基座111内，并能够在一放松位置P12A(参阅图1所不)与一夹紧位置P12B (参阅图5所示)之间变换；
[0076]一螺帽113，用以锁固于该基座111，并可作放松与夹紧该套筒112控制，使该套筒112于该放松位置P12A与该夹紧位置P12B之间变换。
[0077]一素材治具114，设于该套筒112内，并用以固定该素材90A;当该套筒112于该放松位置P12A与该夹紧位置P12B之间变换时，可分别退离与固定于该套筒112。
[0078]该发震〗而部12可为超首波震动结构。
[0079]参阅图6A、图6B、图7至图9,该五轴加工机90设有一第一轴移动装置91、一第二轴移动装置92、一第三轴移动装置93、一第四轴移动装置94、一第五轴移动装置95、一工作部96及一加工部97 ;该第一轴移动装置91设于该五轴加工机90上(如图7及图8所示)，并可沿一第一移动方向X移动；该第二轴移动装置92设于该第一轴移动装置91上，并可沿一第二移动方向Y移动；该加工部97设于该第三轴移动装置93上，该第三轴移动装置93设于该第二轴移动装置92上，用以带动该加工部97沿一第三移动方向Z移动；该第五轴移动装置95设于该第四轴移动装置94上，该第四轴移动装置94设于该五轴加工机90上，用以带动该第五轴移动装置95沿一第四移动方向U移动；该对枢接部23供该定位盘20枢接于该第五轴移动装置95上，该工作部96设于第四轴移动装置94上，该第五轴移动装置95用以带动该定位盘20沿一第五轴移动方向W移动，而控制五轴加工机90所设的五轴移动装置91、92、93、94、95配合加工条件而作相对五轴移动，进而控制加工部97对该超音波装置10的加工端部11进行加工操作，并配合超音波震动对该素材90A进行加工。
[0080]参阅图4、图5、图5A及图5B，关于本实用新型的第一实施例(活动式):
[0081 ] 该第五轴移动装置95包括:
[0082]一马达951，凭借螺丝9511而锁固于该工作部96，用以带动该定位盘20沿该第五轴移动方向W转动；
[0083]一弹性顶推座952，设于该马达951与该定位盘20之间，其包括复数个螺丝95A、一弹簧固定座95B、一弹簧95C及一顶柱95D ；
[0084]一定位结构953，设于弹性顶推座952与该定位盘20之间，该定位结构953包括一定位座95E，供与该弹性顶推座952凭借该螺丝95A作锁固结合，该弹性顶推座952的该顶柱％D套经其中央、一定位柱95F及用以将该定位座95E锁固于该马达951上的螺丝95G，凭借上述组成，使该定位结构953可随该马达951旋转；该定位座95E前端可与该定位盘20的枢接部23连结，使该定位结构953随该马达951旋转时，相对带动该定位盘20及该超音波装置10转动。
[0085]一感应环954，套固于该定位座95E上，并位于该定位结构953与该工作部96之间。
[0086]该工作部96可为空心框结构而供该定位盘20套入，其对应该定位盘20的两个枢接部23，乃设有两个枢接孔961。
[0087]第一实施例又包括:
[0088]一汽缸31，以螺丝311锁固于汽缸固定板312后，再将汽缸固定板312以螺丝313与工作部96作锁固结合。
[0089]一轴承结构32，设于该汽缸31与该定位盘20之间，该轴承结构32可由螺丝321、一顶针322、数个轴承323、一轴承固定片324及一轴承座325共同构成；该顶针322位于该轴承座325前端处，且该汽缸31可对顶针322前端与该定位盘20的另一枢接部23作连结卡制或分离的操控(参阅图5A及图5B)；
[0090]一推顶环33，套于该工作部96的枢接孔961内，并供该轴承结构32套置，且位于该轴承结构32与该定位盘20之间。
[0091]参阅图7、图8及图9，关于本实用新型的使用方式，通过该第一轴移动装置91 (第一移动方向X)、该第二轴移动装置92 (第二移动方向Y)、该第三轴移动装置93 (第三移动方向Z)、该第四轴移动装置94 (第四移动方向U)及该第五轴移动装置95 (第一移动方向W)而作五轴移动加工时，特别当该定位盘20的两枢接部23分别与第五轴移动装置95的定位结构953的该定位座95E前端及该汽缸31控制对该轴承结构32的顶针322前端作相亘连结(参阅图5A所示)时，而该第五轴移动装置95的该马达951旋转时，即可相对带动该定位盘20及该超音波装置10转动，使该加工端部11与该加工部97凭借控制该五轴加工机90所设的五轴移动装置91、92、93、94、95配合加工条件而作相对五轴移动，进而控制加工部97对该超音波装置10的加工端部11进行操作，并配合超音波震动使该加工部97可对该素材90A加工为一成品90B (如图10所示)。
[0092]参阅第十一至图17，关于本实用新型的第二实施例(固定式):
[0093]该加工端部11又包括一压板115，用以将该发震端部12压制固定于该定位部21。
[0094]该第五轴移动装置95包括:
[0095]一马达 955 ；
[0096]一减速机956，以螺丝9561锁固于该马达951前端，而以螺丝9562锁固于该工作部96，该减速机956用以将该马达955传动的动力作减速控制。
[0097]一定位结构957，设于该减速机956与该定位盘20之间，该定位结构957包括该定位座95H及用以将该定位座95H锁固于该减速机956上的螺丝951，使该定位结构957与该减速机956可随该马达955旋转；该定位座95H前端可与该定位盘20的枢接部23连结，使该定位结构957随该马达955旋转时，相对带动该定位盘20及该超音波装置10转动。
[0098]一感应环958，设于该定位结构957与该工作部96之间。
[0099]该工作部96可为单边柱架结构，对应定位盘20的该两个枢接部23，乃设两个枢接孔961 ;而该感应环958设于其中之一该枢接孔961上。
[0100]第二实施例又包括:
[0101]一轴承结构34，包括一套于工作部96另一枢接孔961内的轴承座341、套于该轴承座341内的轴承342、复数个将该轴承座341锁固于该工作部96另一枢接孔961外侧的螺丝343。
[0102]一支柱35，位于该工作部96的枢接孔961内，而凭借螺丝351与定位盘20另一端的枢接孔23结合，并套于该轴承结构34的轴承342内而可作转动，使该定位盘20 —端的枢接部23与该定位结构957的定位座95H前端连结，提供该定位结构957随该马达955旋转时，相对带动该定位盘20及该超音波装置10转动。
[0103]本实用新型的优点如下所述:
[0104]〔I〕加工端部可配合作五轴向移动极利于加工。本实用新型经巧妙设计，使得加工端部得以带动素材于五轴加工机上进行五轴移动，进而可对素材进行多角度的加工，而加工出更具变化性的成品。
[0105]〔2〕应用范围广。本实用新型应用五轴移动与超音波加工，可对素材进行多角度的精密加工，诸如假牙、模型、微雕刻……等均可，故，应用范围广泛。
【权利要求】
1.一种设于五轴加工机的超音波定位装置，其特征在于，包括一超音波装置与一定位盘,其中: 该超音波装置具有: 一加工端部，用以固定一素材； 一发震端部，连结于该加工端部，用以对该素材产生超音波震动； 一第一连接部，连结于该加工端部及该发震端部间，并供该超音波装置对外连结； 该定位盘包括: 一定位部，供该发震端部容纳定位； 一第二连接部，对应该第一连接部而设于该定位盘，供该定位盘连结该超音波装置；一对枢接部，用以供该定位盘枢接于一五轴加工机，供该加工端部与该五轴加工机上相对五轴移动,并配合超音波震动对该素材进行加工。
2.根据权利要求1所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其特征在于，该加工端部包括: 一基座，连结于该第一连接部； 一套筒，设于该基座内，并能够在一放松位置与一夹紧位置之间变换； 一螺帽，用以锁固于该基座，并能够放松与夹紧该套筒，而使该套筒在该放松位置与该夹紧位置之间变换； 一素材治具，设于该套筒内，并用以固定该素材；当该套筒在该放松位置与该夹紧位置之间变换时，能够分别退离与固定于该套筒。
3.根据权利要求1所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其特征在于，该发震端部是超音波震动结构。
4.根据权利要求1所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其特征在于，该五轴加工机设有一第一轴移动装置、一第二轴移动装置、一第三轴移动装置、一第四轴移动装置、一第五轴移动装置、一工作部及一加工部；该第一轴移动装置设于该五轴加工机上，并可沿一第一移动方向移动；该第二轴移动装置设于该第一轴移动装置上，并可沿一第二移动方向动；该加工部设于该第三轴移动装置上，该第三轴移动装置设于该第二轴移动装置上，用以带动该加工部沿一第三移动方向移动；该第五轴移动装置设于该第四轴移动装置上，该第四轴移动装置设于该五轴加工机上，用以带动该第五轴移动装置沿该第四轴移动方向移动；该对枢接部供该定位盘枢接于该第五轴移动装置上，该工作部设于第四轴移动装置上，该第五轴移动装置用以带动该定位盘沿一第五轴移动方向移动，而控制五轴加工机所设的五轴移动装置配合加工条件而作相对五轴移动，进而控制加工部对加工端部进行加工操作，并配合超音波震动对该素材进行加工。
5.根据权利要求4所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其特征在于: 该第五轴移动装置包括: 一马达，凭借螺丝而锁固于该工作部，用以带动该定位盘沿该第五移动方向转动；一弹性顶推座，设于该马达与该定位盘之间，其由复数个螺丝、一弹簧固定座、一弹簧及一顶柱共同组合构成； 一定位结构，设于弹性顶推座与该定位盘之间，该定位结构包括一定位座、定位柱及用以将该定位座锁固于该马达上的螺丝，该定位座与该弹性顶推座凭借该弹性顶推座的该复数个螺丝作锁固结合，该弹性顶推座的该顶柱套经该定位座的中央，使该定位结构能够随该马达旋转；该定位座前端与该定位盘的枢接部连结，使该定位结构随该马达旋转时，相对带动该定位盘及该超音波装置转动； 一感应环，套固于该定位座上，并位于该定位结构与该工作部之间； 该工作部，是空心框结构而供该定位盘套入，其对应该定位盘的两个枢接部设有两个枢接孔。
6.根据权利要求5所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其特征在于，还包括: 一汽缸，以螺丝锁固于汽缸固定板后，再将汽缸固定板以螺丝与工作部作锁固结合； 一轴承结构，设于该汽缸与该定位盘之间，该轴承结构由复数个螺丝、一顶针、数个轴承、一轴承固定片及一轴承座共同构成；该顶针位于该轴承座前端处，且该汽缸可对顶针前端与该定位盘的另一枢接部作连结卡制或分离的操控； 一推顶环，套于该工作部的枢接孔内，并供该轴承结构套置，且位于该轴承结构与该定位盘之间。
7.根据权利要求2所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其特征在于，该加工端部还包括一压板，用以将该发震端部压制固定于该定位部。
8.根据权利要求4所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其特征在于: 该第五轴移动装置包括: 一马达； 一减速机，以螺栓锁固于该马达前端，而以螺丝锁固于该工作部，该减速机用以将该马达传动的动力作减速控制； 一定位结构，设于该减速机与该定位盘之间，该定位结构包括该定位座及用以将该定位座锁固于该减速机上的螺丝，使该定位结构与该减速机能够随该马达旋转；该定位座前端与该定位盘的枢接部连结，使该定位结构随该马达旋转时，相对带动该定位盘及该超音波装置转动； 一感应环，设于该定位结构与该工作部之间； 该工作部为单边柱架结构，对应该定位盘的两个枢接部设有两个枢接孔；而该感应环设于其中一个该枢接孔上。
9.根据权利要求8所述设于五轴加工机的超音波定位装置，其特征在于，还包括: 一轴承结构，包括一套于工作部另一枢接孔内的轴承座、套于该轴承座内的轴承、复数个将该轴承座锁固于该工作部另一枢接孔外侧的螺丝； 一支柱，位于该工作部的枢接孔内，而凭借螺丝与定位盘另一端的枢接孔结合，并套于该轴承结构的轴承内而能够作转动，使该定位盘一端的枢接部与该定位结构的定位座前端连结，提供该定位结构随该马达旋转时，相对带动该定位盘及该超音波装置转动。
【文档编号】B23Q7/00GK204148946SQ201420541986
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】吴荣春 申请人:全量工业股份有限公司