具双Y轴相对运动的门型CNC金属加工机的制作方法

本实用新型涉及金属加工机技术领域，更详而言是指一种具双Y轴相对运动的门型CNC金属加工机。

背景技术：

如图1及图2所示，习知的门型CNC金属加工机90，主要是用以加工大型的金属工件，其主要包含有一机台91、一设置于该机台91上的滑台92、一横跨于该机台91上方的门架93及一滑设于该门架93上的加工主轴94；该滑台92用以固定工件，并可受一螺杆(图未示)所驱动而可沿Y轴进行位移，螺杆带动滑台92位移的速度约为每分钟24米，该加工主轴94用以对工件进行加工并可沿X轴及Z轴位移。上述习知的门型CNC金属加工机90，由于门架93相对于机台91的位置固定，因此为了能对滑台92上的工件进行完整的加工（即对工件的头、尾部位加工），机台91的Y轴向长度L1必须为滑台92的Y轴向长度L2的二倍或更多（即当欲对6米长的工件进行加工时，该滑台92的Y轴长度必须至少为6米，而该机台的Y轴长度至少需为12米），才能让滑台92将工件的Y轴位意位置移动至对应加工主轴94的位置处进行加工。但，此种设计的机台91Y轴向长度相当之长，导致整体的体积过于庞大，而会占用较大的地面空间。况且，由于滑台92受螺杆所带动，而螺杆所能驱动的速度较慢，因此将导致加工效率降低。

另外，如图3及图4所示，为另一种习知的门型CNC金属加工机80，其主要包含有一机台81、一固设在机台81上的固定台82、 一设置在该机台81两侧的线性马达轨道83、一设置于该线性马达轨道83上的横梁84及一滑设于该横梁84上的加工主轴85。此种习知的门型CNC金属加工机80，欲进行加工的工件被固定在不会移动的固定台82上，而由横梁84底部上所设的动子感应装置86沿着线性马达轨道83带着加工主轴85进行Y轴向的移动，因此当欲加工的工件长度为L3时，机台81所需的Y轴向长度L5为工件长度L3加上横梁的Y轴向长度L4，即当工件长度为6米，而横梁84的Y轴向长度为0.5米时，机台81所需的Y轴向长度为6.5米。借此，同样是加工6米长的工件时，此种习知的门型CNC金属加工机80，便能将机台81的Y轴向长度加以缩减，以减少体积，而仅需占用较小的地面空间。况且，由于横梁84受线性马达轨道83所带动，其速度约为每分钟60米，因此可增进加工效率。然而，此种习知的门型CNC金属加工机80，由于采用线性马达轨道83（或称磁性定子轨道）与动子感应装置86来驱动横梁84位移，而线性马达轨道83与动子感应装置86的造价非常的昂贵，导致此种线性马达轨道83的长度需与机台81长度相同的设计，其售价必然相当昂贵，实不具市场竞争力。况且，由于线性马达轨道83的长度与机台81的长度相同，而线性马达轨道83又具有一定的高度，因此在上、下料（工件）时，操作者必须跨越线性马达轨道83，不仅容易造成线性马达轨道83被撞坏，更会徒增上、下料（工件）时的困难度。

有鉴于此，为改善先前技术中，习知门型CNC金属加工机有着体积庞大、占用较大的地面空间、加工效率低、造价昂贵及上下料困难等问题。

技术实现要素：

本实用新型的其一目的在于提供一种具双Y轴相对运动的门型CNC金属加工机，能有效缩减体积、以减少所需占用的地面空间。

本实用新型的另一目的乃在于提供一种具双Y轴相对运动的门型CNC金属加工机，能有效增进加工效率。

本实用新型的又一目的在于提供一种具双Y轴相对运动的门型CNC金属加工机，能大幅降低制造成本。

本实用新型的再一目的在于提供一种具双Y轴相对运动的门型CNC金属加工机，能增进上下料时的便利性。

基于此，本实用新型主要采用下列技术手段，来实现上述目的。

一种具双Y轴相对运动的门型CNC金属加工机，包含：一机台；一滑台，滑接设置于该机台上；一第一Y轴驱动装置，设于该机台与该滑台之间，用以驱动该滑台沿该机台进行Y轴向的往复位移；二立柱，分别设置于该机台的二侧边；一横梁，横跨该机台而滑接设置于该二立柱上；一第二Y轴驱动装置，设于该二立柱与该横梁之间，用以驱动该横梁沿该立柱进行Y轴向的往复位移；一加工主轴，设置于该横梁上，并可相对该横梁进行X轴向及Z轴向的往复位移。

进一步，该第一Y轴驱动装置具有至少一用以产生旋转动力的第一螺杆及至少一第一螺帽，该第一螺杆设置于该机台上，该第一螺帽固设于该滑台上，并与该第一螺杆螺接，使当该第一螺杆正、反向旋转时，由该第一螺帽带动该滑台进行Y轴向的往复位移。

进一步，该第二Y轴驱动装置具有二分别设于各立柱顶面上的Y轴磁性定子轨道及二分别设于该横梁底部对应各Y轴磁性定子轨道位置的Y轴动力感应装置，以由Y轴动力感应装置沿着该Y轴磁性定子轨道移动，而带动该横梁进行Y轴向的往复位移。

进一步，该第二Y轴驱动装置具有二分别设于各立柱顶面上并用以产生旋转动力的第二螺杆及二分别设于该横梁底部对应各第二螺杆位置的第二螺帽，该第二螺帽与该第二螺杆螺接，使当该第二螺杆正、反向旋转时，由该第二螺帽带动该横梁进行Y轴向的往复位移。

进一步，该加工主轴具有一X轴滑座、一Z轴滑座、一主轴头、一X轴驱动装置及一Z轴驱动装置；该X轴滑座滑接于该横梁一侧，该Z轴滑座滑接于该X轴滑座上，该主轴头设置于该Z轴滑座上，该X轴驱动装置设置于该横梁与该X轴滑座之间，用以驱动该X轴滑座沿该横梁进行X轴向的往复位移，该Z轴驱动装置设置于该X轴滑座与该Z轴滑座之间，用以驱动该Z轴滑座沿该X轴滑座进行Z轴向的往复位移。

进一步，该X轴驱动装置具有一设于该横梁一侧的X轴磁性定子轨道及一设于该X轴滑座上而对应于该X轴磁性定子轨道位置的X轴动力感应装置，以由X轴动力感应装置沿着该X轴磁性定子轨道移动而带动该X轴滑座进行X轴向的往复位移。

进一步，该X轴驱动装置具有一设于该横梁一侧的X轴螺杆及一设于该X轴滑座上对应于该X轴螺杆位置，并与该X轴螺杆螺接的X轴螺帽，使当该X轴螺杆正、反向旋转时，可带动该X轴滑座进行X轴向的往复位移。

进一步，该Z轴驱动装置具有一设于该X轴滑座一侧的Z轴动力感应装置及一设于该Z轴滑座上而对应于该Z轴动力感应装置的Z轴磁性定子轨道，以由该Z轴磁性定子轨道与该Z轴动力感应装置相互感应而移动，而带动该Z轴滑座进行Z轴向的往复位移。

进一步，该Z轴驱动装置具有一固设于该X轴滑座一侧的Z轴螺帽及一设于该Z轴滑座上并与该Z轴螺帽螺接的Z轴螺杆，使当该第Z轴螺杆正、反向旋转时，亦可同时上下位移而带动该Z轴滑座进行Z轴向的往复位移。

采用上述技术手段后，本实用新型通过机台、滑台、第一Y轴驱动装置、立柱、横梁、第二Y轴驱动装置、加工主轴的结构设计，该滑台滑接设置于该机台上；该第一Y轴驱动装置设于该机台与该滑台的间，用以驱动该滑台沿该机台进行Y轴向的往复位移；所述立柱分别设置于该机台的二侧边；该横梁横跨该机台而滑接设置于该二立柱上；该第二Y轴驱动装置设于该二立柱与该横梁之间，用以驱动该横梁沿该立柱进行Y轴向的往复位移；该加工主轴设置于该横梁上，并可相对该横梁进行X轴向及Z轴向的往复位移；借此，由该滑台与该横梁的双Y轴移动，而可达到降低制造成本、缩减体积、提升加工效率及增进上下料便利性等功效。

附图说明

图1为习知一种门型CNC金属加工机的前视示意图。

图2为图1所示习知门型CNC金属加工机的侧视示意图。

图3为习知一种门型CNC金属加工机的立体示意图。

图4为图3所示习知门型CNC金属加工机的顶视示意图。

图5为本实用新型所提供第一较佳实施例的立体图。

图6为图5所示实施例的动作示意图。

图7为图5所示实施例的动作示意图。

图8为图5所示的顶视示意图。

图9为本实用新型所提供第二较佳实施例的立体图。

图10为图9所示实施例另一视角的立体图。

【符号说明】

「习知」

门型CNC金属加工机90

机台91 滑台92

门架93 加工主轴94

机台的Y轴向长度L1

滑台的Y轴向长度L2

「另一种习知」

门型CNC金属加工机80

机台81 固定台82

线性马达轨道83 横梁84

加工主轴85 动子感应装置86

机台的Y轴向长度L5 横梁的Y轴度长度L4

工件长度L3

「本实用新型第一较佳实施例」

具双Y轴相对运动的门型CNC金属加工机100

机台10

滑台20

第一Y轴驱动装置30

第一螺杆31 第一螺帽32

立柱40

横梁50

第二Y轴驱动装置60

Y轴磁性定子轨道61 Y轴动力感应装置62

加工主轴70

X轴滑座71 Z轴滑座72

主轴头73 X轴驱动装置74

X轴磁性定子轨道741 X轴动力感应装置742

Z轴驱动装置75 Z轴磁性定子轨道751

Z轴动力感应装置752

总长度L6 滑台长度L7

滑台移动距离L8 第二Y轴驱动装置距离L9

横梁Y轴长度L10 横梁Y轴移动距离L11

「本实用新型第二较佳实施例」

具双Y轴相对运动的门型CNC金属加工机200

机台10

滑台20

第一Y轴驱动装置30

立柱40

横梁50

第二Y轴驱动装置60

第二螺杆63 第二螺帽64

加工主轴70

X轴滑座71 Z轴滑座72

主轴头73 X轴驱动装置74

X轴螺杆743 X轴螺帽744

Z轴驱动装置75 Z轴螺帽753

Z轴螺杆754。

具体实施方式

为能对本实用新型的特征与其特点有更进一步的了解与认同，兹列举以下的实施例并配合图式说明如下：

请参阅图5至图8，为本实用新型第一较佳实施例所提供的一种具双Y轴相对运动的门型CNC金属加工机100，其主要包含有一机台10、一滑台20、一第一Y轴驱动装置30、二立柱40、一横梁50、一第二Y轴驱动装置60及一加工主轴70，其中：

请参阅图5至图8，该机台10，可稳固地置放于一地面（或平面）上。

请参阅图5至图8，该滑台20，滑接设置于该机台10上，用以固定欲加工的工件。

请参阅图5至图8，该第一Y轴驱动装置30，设置于该机台10与该滑台20之间，用以驱动该滑台20沿该机台10进行Y轴向的往复位移。于本实施例中，该第一Y轴驱动装置30具有至少一第一螺杆31及至少一第一螺帽32，该第一螺杆31设置于该机台10上，用以产生旋转动力，该第一螺帽32固设于该滑台20上，并与该第一螺杆31螺接，使当该第一螺杆31正、反向旋转时，由该第一螺帽32带动该滑台20进行Y轴向的往复位移。

请参阅图5至图8，该二立柱40，分别设置于该机台10的二侧边上。

请参阅图5至图8，该横梁50，横跨该机台10而滑接设置于该二立柱40上。

请参阅图5至图8，该第二Y轴驱动装置60，设置于该二立柱40与该横梁50之间，用以驱动该横梁50沿该立柱40进行Y轴向的往复位移。于本实施例中，该第二Y轴驱动装置60具有二分别设于各立柱40顶面上的Y轴磁性定子轨道(线性马达轨道)61及二分别设于该横梁50底部对应各Y轴磁性定子轨道61位置的Y轴动力感应装置62，以由Y轴动力感应装置62沿着该Y轴磁性定子轨道61移动，而带动该横梁20进行Y轴向的往复位移。

请参阅图5至图8，该加工主轴70，设置于该横梁50上，并可相对该横梁50进行X轴向及Z轴向的往复位移，以对滑台20上的工件进行加工。于本实施例中，该加工主轴70具有一X轴滑座71、一Z轴滑座72、一主轴头73、一X轴驱动装置74及一Z轴驱动装置75；该X轴滑座71滑接于该横梁50一侧，并位于该滑台20的上方，该Z轴滑座72滑接于该X轴滑座71上，该主轴头73设置于该Z轴滑座72上，用以对工件进行加工，该X轴驱动装置74设置于该横梁50与该X轴滑座71之间，用以驱动该X轴滑座71沿该横梁50进行X轴向的往复位移，于本实施例中，该X轴驱动装置74具有一设于该横梁50一侧的X轴磁性定子轨道741及一设于该X轴滑座71上而对应于该X轴磁性定子轨道741位置的X轴动力感应装置742，以由X轴动力感应装置742沿着该X轴磁性定子轨道741移动而带动该X轴滑座71进行X轴向的往复位移，该Z轴驱动装置75设置于该X轴滑座71与该Z轴滑座72之间，用以驱动该Z轴滑座72沿该X轴滑座71进行Z轴向的往复位移，于本实施例中，该Z轴驱动装置75具有一设于该X轴滑座71一侧的Z轴动力感应装置752及一设于该Z轴滑座72上而对应于该Z轴动力感应装置752的Z轴磁性定子轨道751，以由该Z轴磁性定子轨道751与该Z轴动力感应装置752相互感应而移动，而带动该Z轴滑座72进行Z轴向的往复位移。

所以，上述即为本实用新型第一较佳实施例所提供具双Y轴相对运动的门型CNC金属加工机100的各部构件及其组装方式的介绍，接着再将其特点介绍如下：

由于本实用新型中，该滑台20与该加工主轴70（受到横梁50同动）可分别受到该第一Y轴驱动装置30与该第二Y轴驱动装置60所带动，而进行同时或独立的Y轴往复位移，因此不仅可达到移动速度快，以让加工主轴70及滑台20上的工件更快地到达到加工位置，而使加工主轴70及滑台20同时位移，以达到双倍的移动速度及减少位移所需的时间。

况且，由于横梁50与滑台20二者皆能进行Y轴的位移，因此本实用新型的体积便可大幅缩减，如图8所示，当欲加工的工件长度为6米时，即欲达到6米长度的Y轴加工范围时，本实用新型的总长度L6最多仅需9.5米，即滑台20长度L7为6米，而滑台20Y轴移动距离L8为3米，如横梁50Y轴长度L10为0.5米，而横梁50Y轴移动距离L11为3米，第二Y轴驱动装置所需长度L9仅为3.5米。借此，造价昂贵的Y轴磁性定子轨道61与Y轴动力感应装置62，便可加以缩短所需长度，以大幅地缩减制造成本。

再者，由于该滑台20可位移至立柱40的一端，因此当操作者欲上下料（工件）时，便无须跨越立柱40（或其Y轴磁性定子轨道61），而可避免Y轴磁性定子轨道61被撞坏的情形，亦能增进上下料时的便利性。

请参阅图9及图10，为本实用新型第二较佳实施例所提供的一种具双Y轴相对运动的门型CNC金属加工机200，其与上述实施例相同主要包含有一机台10、一滑台20、一第一Y轴驱动装置30、二立柱40、一横梁50、一第二Y轴驱动装置60及一加工主轴70，其二者的主要差异在于：

于本实施例中，该第二Y轴驱动装置60具有二分别设于各立柱40顶面上的第二螺杆63及二分别设于该横梁50底部对应各第二螺杆63位置的第二螺帽64，该第二螺杆63用以产生旋转动力，该第二螺帽64与该第二螺杆63螺接，使当该第二螺杆63正、反向旋转时，由该第二螺帽64带动该横梁50进行Y轴向的往复位移。

于本实施例中，该加工主轴70同样具有一X轴滑座71、一Z轴滑座72、一主轴头73、一X轴驱动装置74及一Z轴驱动装置75；与前述实施例的主要差异在于：于本实施例中，该X轴驱动装置74具有一设于该横梁50一侧的X轴螺杆743及一设于该X轴滑座71上对应于该X轴螺杆743位置，并与该X轴螺杆743螺接的X轴螺帽744，使当该X轴螺杆743正、反向旋转时，可带动该X轴滑座71进行X轴向的往复位移，该Z轴驱动装置75具有一固设于该X轴滑座71一侧的Z轴螺帽753及一设于该Z轴滑座72上并与该Z轴螺帽753螺接的Z轴螺杆754，使当该第Z轴螺杆754正、反向旋转时，亦可同时上下位移而带动该Z轴滑座72进行Z轴向的往复位移。

所以，本实用新型除可同样达到让滑台20与横梁50进行双Y轴位移的功效外，更能借由相对便宜的螺杆与螺帽组合取代造价昂贵的磁性定子轨道与动力感应装置组合，以达到降低制造成本的功效。

以上所揭，仅为本实用新型所提供的较佳实施例而已，并非用以限制本实用新型的实施范围，凡本领域的技术人员根据本实用新型所为的均等变化，皆应属本实用新型所涵盖的范围。