(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-14
(45)【発行日】2023-08-22
(54)【発明の名称】アングルヘッド
(51)【国際特許分類】
B23Q 1/70 20060101AFI20230815BHJP
B23Q 1/52 20060101ALI20230815BHJP
B23B 19/00 20060101ALI20230815BHJP
【ＦＩ】
B23Q1/70
B23Q1/52
B23B19/00
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022539214
(86)(22)【出願日】2020-11-27
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-01
(86)【国際出願番号】 CN2020132123
(87)【国際公開番号】W WO2021135761
(87)【国際公開日】2021-07-08
【審査請求日】2022-06-24
(31)【優先権主張番号】201911419369.5
(32)【優先日】2019-12-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】517012970
【氏名又は名称】科徳数控股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＫＥＤＥ ＮＵＭＥＲＩＣＡＬ ＣＯＮＴＲＯＬ ＣＯ．， ＬＴＤ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．８ Ｈｕａｎｇｈａｉ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｚｏｎｅ， Ｄａｌｉａｎ， Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１６６００ Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000291
【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】陳 虎
(72)【発明者】
【氏名】▲デン▼ ▲シン▼
(72)【発明者】
【氏名】湯 洪涛
(72)【発明者】
【氏名】杜 長林
(72)【発明者】
【氏名】李 亜鵬
(72)【発明者】
【氏名】郭 翠娟
(72)【発明者】
【氏名】張 海波
(72)【発明者】
【氏名】孫 宏▲偉▼
(72)【発明者】
【氏名】▲韋▼ 志鴻
(72)【発明者】
【氏名】張 国▲帥▼
(72)【発明者】
【氏名】劉 立新
(72)【発明者】
【氏名】王 大▲偉▼
(72)【発明者】
【氏名】董 大鵬
(72)【発明者】
【氏名】林 猛
(72)【発明者】
【氏名】劉 沛
(72)【発明者】
【氏名】白 彦▲慶▼
(72)【発明者】
【氏名】劉 紹毅
(72)【発明者】
【氏名】鞠 茲丹
【審査官】野口 絢子
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－０９０４３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－１７８１３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５４－１１２４４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５３－１６５５９１（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｑ １／００－ １／７６
Ｂ２３Ｑ ９／００－ ９／０２
Ｂ２３Ｃ １／００－ ９／００
Ｂ２３Ｑ ５／００－ ５／５８
Ｂ２３Ｂ １／００－２５／０６
Ｂ２３Ｐ ５／００－１７／０６
Ｂ２３Ｐ２３／００－２５／００
Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２
Ｆ１６Ｈ１９／００－３７／１６
Ｆ１６Ｈ４９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジング（１）と、駆動機構（２）と、端部にカッター（７）が固定された主軸（３）と、を含み、前記駆動機構（２）は、動力機構（２－１）と、リンク機構（２－２）と、前記動力機構（２－１）を支持するための固定フレーム（６）と、を含み、前記固定フレーム（６）は前記ハウジング（１）の内壁に固定接続され、前記動力機構（２－１）は前記固定フレーム（６）に固定接続され、
前記リンク機構（２－２）は第１リンク（２－２－１）と、第２リンク（２－２－２）と、第３リンク（２－２－３）と、を含み、前記第１リンク（２－２－１）の一端は前記固定フレーム（６）に回転可能に接続され、前記動力機構（２－１）の出力端に固定接続され、前記第１リンク（２－２－１）の他端は第１ピン軸（５－１）を介して前記第３リンク（２－２－３）の一端に回転可能に接続され、前記第３リンク（２－２－３）の他端は第２ピン軸（５－２）を介して前記第２リンク（２－２－２）の一端に回転可能に接続され、前記第２リンク（２－２－２）の他端は前記主軸（３）の側壁に固定され、前記第２リンク（２－２－２）及び前記主軸（３）は前記ハウジング（１）内に固定された支持軸受（４）に回転可能に接続され、
前記動力機構（２－１）の回転軸線は水平面と平行であり、第１リンク（２－２－１）、第２リンク（２－２－２）及び第３リンク（２－２－３）の回転軸線はいずれも前記動力機構（２－１）の回転軸線と平行であり、前記動力機構（２－１）は前記主軸（３）の上方に位置し、
前記第３リンク（２－２－３）の前記支持軸受（４）に近い一端は前記支持軸受（４）との干渉を防止する湾曲部であることを特徴とする、アングルヘッド。
【請求項2】
前記第１リンク（２－２－１）の中心軸線と前記第３リンク（２－２－３）の先端と末端を結ぶ直線との夾角ａの範囲は０°＜ａ＜１８０°であり、前記第３リンク（２－２－３）の先端と末端を結ぶ直線と前記第２リンク（２－２－２）の中心軸線との夾角ｂの範囲は０°＜ｂ＜１８０°であり、前記第２リンク（２－２－２）の中心軸線と前記主軸（３）の中心軸線との夾角ｃの範囲は０°＜ｃ＜９０°であり、初期状態の時、前記主軸（３）の中心軸線は座標系の第１象限内に位置し、且つｘ軸との夾角θの範囲は０°＜θ≦４５°であり、前記主軸（３）が最大角度回転した場合、前記主軸（３）の中心軸線は座標系の第３象限内に位置し、且つｙ軸との夾角はγであり、θとγとの和は９０°であることを特徴とする、請求項１に記載のアングルアタッチメントヘッド。
【請求項3】
前記動力機構（２－１）はサーボモータ（２－１－１）と、減速機（２－１－２）と、を含み、前記サーボモータ（２－１－１）の出力端は前記減速機（２－１－２）の入力端に接続され、前記減速機（２－１－２）の出力端は前記第１リンク（２－２－１）の一端に固定接続されることを特徴とする、請求項１に記載のアングルアタッチメントヘッド。
【請求項4】
角度測定ユニット（９）をさらに含み、前記角度測定ユニット（９）は読取ヘッドホルダ（１０）を介して前記ハウジング（１）の内側壁に固定され、前記支持軸受（４）の外円端面に位置することを特徴とする、請求項１に記載のアングルアタッチメントヘッド。
【請求項5】
Ｔ型溝ナット（８－１）と、ネジ（８－２）と、貫通孔（８－３）と、Ｔ型リング溝（８－４）と、をさらに含み、前記第２リンク（２－２－２）に、前記主軸（３）に垂直な前記貫通孔（８－３）が設けられ、前記主軸（３）の前記第２リンク（２－２－２）に近い側壁に前記Ｔ型リング溝（８－４）が設けられ、前記Ｔ型溝ナット（８－１）は前記Ｔ型リング溝（８－４）内で摺動し、前記ネジ（８－２）は前記貫通孔（８－３）を貫通して、前記Ｔ型溝ナット（８－１）に螺合されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のアングルアタッチメントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は工作機械加工分野に関し、特にアングルヘッド構造に関する。
【背景技術】
【0002】
キャビネット、ハウジング等の航空分野におけるボックスタイプの部品の深穴加工を行う場合、現在一般的なアングルアタッチメントヘッドは、通常は角度が固定され且つ長いアタッチメントヘッドであり、その多くはアタッチメントヘッドの角度及び長さを手動で制御することにより部品の加工を実現しているが、上記方式はいずれも部品に対する連続した割り出し加工を実現することができず、加工効率を低下させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、上記課題を克服するアングルヘッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は、
ハウジングと、駆動機構と、端部にカッターが固定された主軸と、を含み、
前記駆動機構は、動力機構と、リンク機構と、前記動力機構を支持するための固定フレームと、を含み、前記固定フレームは前記ハウジングの内壁に固定接続され、前記動力機構は前記固定フレームに固定接続され、
前記リンク機構は第１リンクと、第２リンクと、第３リンクと、を含み、前記第１リンクの一端は前記固定フレームに回転可能に接続され、前記動力機構の出力端に固定接続され、前記第１リンクの他端は第１ピン軸を介して前記第３リンクの一端に回転可能に接続され、前記第３リンクの他端は第２ピン軸を介して前記第２リンクの一端に回転可能に接続され、前記第２リンクの他端は前記主軸の側壁に固定され、前記第２リンク及び前記主軸は前記ハウジング内に固定された支持軸受に回転可能に接続され、
前記動力機構の回転軸線は水平面と平行であり、第１リンク、第２リンク及び第３リンクの回転軸線はいずれも前記動力機構の回転軸線と平行であり、前記動力機構は前記主軸の上方に位置し、
前記第３リンクの前記支持軸受に近い一端は前記支持軸受との干渉を防止する湾曲部である、アングルヘッド
を提供する。
ハウジングと、駆動機構と、端部にカッターが固定された主軸と、を含み、
前記駆動機構は、動力機構と、リンク機構と、前記動力機構を支持するための固定フレームと、を含み、前記固定フレームは前記ハウジングの内壁に固定接続され、前記動力機構は前記固定フレームに固定接続され、
前記リンク機構は第１リンクと、第２リンクと、第３リンクと、を含み、前記第１リンクの一端は前記固定フレームに回転可能に接続され、前記動力機構の出力端に固定接続され、前記第１リンクの他端は第１ピン軸を介して前記第３リンクの一端に回転可能に接続され、前記第３リンクの他端は第２ピン軸を介して前記第２リンクの一端に回転可能に接続され、前記第２リンクの他端は前記主軸の側壁に固定され、前記第２リンク及び前記主軸は前記ハウジング内に固定された支持軸受に回転可能に接続され、
前記動力機構の回転軸線は水平面と平行であり、第１リンク、第２リンク及び第３リンクの回転軸線はいずれも前記動力機構の回転軸線と平行であり、前記動力機構は前記主軸の上方に位置し、
前記第３リンクの前記支持軸受に近い一端は前記支持軸受との干渉を防止する湾曲部である、アングルヘッド
を提供する。
【0005】
さらに、前記第１リンクの中心軸線と前記第３リンクの先端と末端を結ぶ直線との夾角ａの範囲は０°＜ａ＜１８０°であり、前記第３リンクの先端と末端を結ぶ直線と前記第２リンクの中心軸線との夾角ｂの範囲は０°＜ｂ＜１８０°であり、前記第２リンクの中心軸線と前記主軸の中心軸線との夾角ｃの範囲は０°＜ｃ＜９０°であり、
初期状態の時、前記主軸の中心軸線は座標系の第１象限内に位置し、且つｘ軸との夾角θの範囲は０°＜θ≦４５°であり、前記主軸が最大角度回転した場合、前記主軸の中心軸線は座標系の第３象限内に位置し、且つｙ軸との夾角はγであり、θとγとの和は９０°である。
初期状態の時、前記主軸の中心軸線は座標系の第１象限内に位置し、且つｘ軸との夾角θの範囲は０°＜θ≦４５°であり、前記主軸が最大角度回転した場合、前記主軸の中心軸線は座標系の第３象限内に位置し、且つｙ軸との夾角はγであり、θとγとの和は９０°である。
【0006】
さらに、前記動力機構はサーボモータと、減速機と、を含み、
前記サーボモータの出力端は前記減速機の入力端に接続され、前記減速機の出力端は前記第１リンクの一端に固定接続される。
前記サーボモータの出力端は前記減速機の入力端に接続され、前記減速機の出力端は前記第１リンクの一端に固定接続される。
【0007】
さらに、
角度測定ユニットをさらに含み、前記角度測定ユニットは読取ヘッドホルダを介して前記ハウジングの内側壁に固定され、前記支持軸受の外円端面に位置する。
角度測定ユニットをさらに含み、前記角度測定ユニットは読取ヘッドホルダを介して前記ハウジングの内側壁に固定され、前記支持軸受の外円端面に位置する。
【0008】
さらに、Ｔ型溝ナットと、ネジと、貫通孔と、Ｔ型リング溝と、をさらに含み、
前記第２リンクに、前記主軸に垂直な前記貫通孔が設けられ、前記主軸の前記第２リンクに近い側壁に前記Ｔ型リング溝が設けられ、前記Ｔ型溝ナットは前記Ｔ型リング溝内で摺動し、前記ネジは前記貫通孔を貫通して、前記Ｔ型溝ナットに螺合される。
前記第２リンクに、前記主軸に垂直な前記貫通孔が設けられ、前記主軸の前記第２リンクに近い側壁に前記Ｔ型リング溝が設けられ、前記Ｔ型溝ナットは前記Ｔ型リング溝内で摺動し、前記ネジは前記貫通孔を貫通して、前記Ｔ型溝ナットに螺合される。
【発明の効果】
【0009】
本発明の駆動機構は主軸から離れており、主軸に対する干渉範囲が狭く、主軸は自動的に連続した割り出しを行うことができ、小切削量の連動加工を行うこともでき、主軸が支持軸に沿って同じ角度で揺動する時、装置の体積を減少させ、構造がシンプルで、製造コストが低い。
【0010】
本発明の実施例又は従来技術における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下に実施例又は従来技術の説明に必要な図面を簡単に紹介し、明らかなことは、以下に示された図面は本発明のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、これらの図面に基づいて他の関連する図面を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の実施例の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下に本発明の実施例における図面を参照しながら、本発明の実施例における技術的解決手段を明確、且つ完全に説明するが、明らかな点として、説明される実施例は本発明の一部の実施例であり、全ての実施例ではない。本発明の実施例に基づき、当業者が創造的な労力を要することなく取得した全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。
【0013】
本発明はアングルヘッドを提供し、図１は本発明のアングルヘッドの全体概略図であり、図２はアングルヘッドの正面図であり、アングルヘッドは、ハウジング１と、駆動機構２と、端部にカッター７が固定された主軸３と、を含み、前記駆動機構２は、動力機構２－１と、リンク機構２－２と、前記動力機構２－１を支持するための固定フレーム６と、を含み、前記固定フレーム６は前記ハウジング１の内壁に固定接続され、前記動力機構２－１は前記固定フレーム６に固定接続される。前記ハウジング１は全体が矩形ステンレスハウジングであり、前記ハウジング１内の底部に支持軸受４が横方向に固定され、前記主軸３は電気主軸であり、その端部に部品を加工するためのカッター７が固定され、前記カッター７は前記主軸３に伴って同期回転し、前記主軸３は前記リンク機構２－２の一端に固定され、前記リンク機構２－２は回り対偶であり、
前記リンク機構２－２は第１リンク２－２－１と、第２リンク２－２－２と、第３リンク２－２－３と、を含む。駆動効果をよりよく実現するために、前記動力機構２－１はサーボモータ２－１－１と、減速機２－１－２と、を含み、前記サーボモータ２－１－１の出力端は前記減速機２－１－２の入力端に接続され、前記減速機２－１－２の出力端は前記第１リンク２－２－１の一端に固定接続され、前記固定フレーム６に回転可能に接続される。前記第１リンク２－２－１の他端は第１ピン軸５－１を介して前記第３リンク２－２－３の一端に回転可能に接続され、前記第３リンク２－２－３の他端は第２ピン軸５－２を介して前記第２リンク２－２－２の一端に回転可能に接続され、前記第２リンク２－２－２の他端は前記主軸３の側壁に固定される。前記第２リンク２－２－２及び前記主軸３は前記ハウジング１内に固定された支持軸受４に回転可能に接続される。サーボモータ２－１－１は前記減速機２－１－２を介して前記第１リンク２－２－１を駆動して水平軸線に沿って回転させ、前記第１リンク２－２－１は前記第３リンク２－２－３を駆動して前記第１ピン軸５－１の軸線に沿って回転させ、前記第３リンク２－２－３は前記第２リンク２－２－２を駆動して前記第２ピン軸５－２に沿って回転させ、前記第２リンク２－２－２は前記主軸３を駆動して前記支持軸受４の周りを回転させ、さらに前記支持軸受４はカッター７を駆動して回転させる。
前記リンク機構２－２は第１リンク２－２－１と、第２リンク２－２－２と、第３リンク２－２－３と、を含む。駆動効果をよりよく実現するために、前記動力機構２－１はサーボモータ２－１－１と、減速機２－１－２と、を含み、前記サーボモータ２－１－１の出力端は前記減速機２－１－２の入力端に接続され、前記減速機２－１－２の出力端は前記第１リンク２－２－１の一端に固定接続され、前記固定フレーム６に回転可能に接続される。前記第１リンク２－２－１の他端は第１ピン軸５－１を介して前記第３リンク２－２－３の一端に回転可能に接続され、前記第３リンク２－２－３の他端は第２ピン軸５－２を介して前記第２リンク２－２－２の一端に回転可能に接続され、前記第２リンク２－２－２の他端は前記主軸３の側壁に固定される。前記第２リンク２－２－２及び前記主軸３は前記ハウジング１内に固定された支持軸受４に回転可能に接続される。サーボモータ２－１－１は前記減速機２－１－２を介して前記第１リンク２－２－１を駆動して水平軸線に沿って回転させ、前記第１リンク２－２－１は前記第３リンク２－２－３を駆動して前記第１ピン軸５－１の軸線に沿って回転させ、前記第３リンク２－２－３は前記第２リンク２－２－２を駆動して前記第２ピン軸５－２に沿って回転させ、前記第２リンク２－２－２は前記主軸３を駆動して前記支持軸受４の周りを回転させ、さらに前記支持軸受４はカッター７を駆動して回転させる。
【0014】
前記動力機構２－１の回転軸線は水平面と平行であり、第１リンク２－２－１、第２リンク２－２－２及び第３リンク２－２－３の回転軸線はいずれも前記動力機構２－１の回転軸線と平行であり、前記動力機構２－１は前記主軸３の上方に位置する。このような構造で設置することにより、本発明の全体の体積を減少させ、キャビネット、ハウジング等の航空分野におけるボックスタイプの部品の深穴加工に役立つ。
【0015】
前記第３リンク２－２－３の前記支持軸受４に近い一端は、前記支持軸受４との干渉を防止する湾曲部であり、前記第３リンク２－２－３と前記支持軸受４との干渉を防止し、同時に前記第２リンク２－２－２及び前記主軸３の回転角度を増大させる。本発明の駆動機構は主軸から離れており、且つ構造全体の外形寸法が小さく、主軸に対する駆動機構の干渉範囲が狭い。
【0016】
さらに、図３は本発明のアングルヘッドの主軸が初期位置にある時の全体概略図であり、図４は本発明のアングルヘッドの主軸が最大角度まで回転した時の概略図であり、前記第１リンク２－２－１の中心軸線と前記第３リンク２－２－３の先端と末端を結ぶ直線との夾角ａの範囲は０°＜ａ＜１８０°であり、前記第３リンク２－２－３の先端と末端を結ぶ直線と前記第２リンク２－２－２の中心軸線との夾角ｂの範囲は０°＜ｂ＜１８０°であり、前記第２リンク２－２－２の中心軸線と前記主軸３の中心軸線との夾角ｃの範囲は０°＜ｃ＜９０°であり、本実施例においてθは好ましくは４５°である。初期状態の時、前記主軸３の中心軸線は座標系の第１象限内に位置し、且つｘ軸との夾角θの範囲は０°＜θ≦４５°である。前記主軸３が最大角度回転した場合、前記主軸３の中心軸線は座標系の第３象限内に位置し、且つｙ軸との夾角はγであり、θとγとの和は９０°であり、即ちθが３０°であれば、γは６０°である。前記第１リンク２－２－１の前記サーボモータ２－１－１の出力端に接続された一端の回転軸線と主軸３の回転軸線の位置は固定されるため、前記第３リンク２－２－３と第１リンク２－２－１を接続する第１ピン軸５－１の回転軸線が、前記第１リンク２－２－１の前記サーボモータ２－１－１の出力端に接続された一端の回転軸線の真上に位置する時、そこが前記第１リンク２－２－１の回転限界位置である。前記第３リンク２－２－３と第２リンク２－２－２を接続する第２ピン軸５－２の回転軸線が、主軸３の回転軸線の真下に位置する時、そこが第２リンク２－２－２の回転限界位置である。前記ハウジング１の体積及び寸法が一定である前提で、上記角ａ、ｂ、ｃが一定の値に達すると、前記カッター７の回転角度が最大になって、深穴の底部に対する広範囲の加工に適するようになり、ハウジング１の体積が同じである場合、前記カッター７の回転角度が最大に達する。
【0017】
さらに、図６に示すように、角度測定ユニット９をさらに含み、前記角度測定ユニット９は読取ヘッドホルダ１０を介して前記ハウジング１の内側壁に固定され、前記支持軸受４の外円端面に位置する。前記角度測定ユニット９は、具体的にはサイズが小さく精度が高いラウンドインダクトシン（ｒｏｕｎｄ－ｉｎｄｕｃｔｏｓｙｎ）であり、前記ラウンドインダクトシンは円形格子スケール及び読取ヘッドを含み、円形格子は前記主軸３の回転角度を検出し、それにより前記カッター７が所定位置まで回転したか否かを保証するために用いられる（前記ラウンドインダクトシンの動作原理は従来技術に属し、本願は説明を省略する）。
【0018】
さらに、前記第２リンク２－２－２の中心軸線と前記主軸３の中心軸線との夾角ｃを調整可能にするために、図５に示すように、Ｔ型溝ナット８－１と、ネジ８－２と、貫通孔８－３と、Ｔ型リング溝８－４と、をさらに含む。
【0019】
前記第２リンク２－２－２に、前記主軸３に垂直な前記貫通孔８－３が設けられ、前記主軸３の前記第２リンク２－２－２に近い側壁に前記Ｔ型リング溝８－４が設けられ、前記Ｔ型溝ナット８－１は前記Ｔ型リング溝８－４内で摺動し、前記ネジ８－２は前記貫通孔８－３を貫通して、前記Ｔ型溝ナット８－１に螺合される。前記第２リンク２－２－２は前記ネジ８－２を介してＴ型溝ナット８－１４に螺合され、且つ前記Ｔ型溝ナット８－１を前記Ｔ型リング溝８－４内で摺動させることにより、前記第２リンク２－２－２の中心軸線と前記主軸３の中心軸線との夾角ｃの調整を可能にして、カッター７が異なる初期角度を必要とするという要件を満たす。
【0020】
最後に説明すべきことは、以上の各実施例は本発明の技術的解決手段を説明するためのものに過ぎず、それを制限するものではない。前記各実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者は以下のことを理解すべきである。それは依然として前記各実施例に記載の技術的解決手段を修正し、あるいはそのうち一部又は全部の技術的特徴を等価置換することができる。これらの修正又は置換は、対応する技術的解決手段の本質を本発明の各実施例の技術的解決手段の範囲から逸脱させるものではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】