CN101838100A - 伺服扑气、正吹气机构 - Google Patents
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Abstract
伺服扑气、正吹气机构，属于玻璃机械领域。包括伺服电机(1)、底座(2)、联轴器(3)、轴承座(4)、滚珠丝杠副(5)、主轴(6)、凸轮(7)和凸轮滚子组件，底座(2)上部连接凸轮(7)下部，底座(2)中空内安装轴承座(4)和联轴器(3)，主轴(6)中空，滚珠丝杠副(5)安装在主轴(6)中心的空腔内，凸轮(7)是一个长方形中空体，主轴(6)安装在中央圆孔内，凸轮(7)的前面加工有凸轮槽，凸轮滚子组件的凸轮滚子安装在凸轮槽内。由伺服电机旋转驱动产生动作，取代了压缩空气驱动活塞，降低了能源消耗、减少噪音、提高了机构的可操作性和安全性，降低了维修的复杂程度。
Description
技术领域
伺服扑气、正吹气机构，属于玻璃机械领域。伺服扑气机构和伺服正吹气机构，是全伺服制瓶机的两种机构，其结构及运动原理基本相同，只是由于所实现的功能不同，其安装位置和安装高度略有区别，下面以伺服扑气机构为例进行说明。
背景技术
玻璃瓶罐机械工业技术近年来得到了迅猛的发展，机电一体化技术的应用，为制瓶机器的发展带来诸多优越性，便于用户操作和维修，而且配时准确，功能可靠，同时为本机构的应用提供了一个良好的平台。制瓶机械具有能耗高的缺点，需要消耗大量的压缩空气驱动机器完成动作及满足工艺要求，目前在行业中广泛应用的扑气和正吹气机构是一个双作用气缸活塞的机构，主要由活塞轴、调整阀针、上部衬套、气缸盖、气缸、下部衬套、凸轮、螺钉、凸轮滚轴、凸轮滚子组成。活塞上下通入由电磁阀控制的压缩空气来驱动活塞杆做向上或向下运动。活塞杆上部安装有臂体，臂体及安装在臂体上的扑气头实现“扑气”功能；凸轮滚轴安装在活塞杆下部的孔中，通过拧紧螺钉紧固，凸轮滚子就安装在凸轮滚轴上，凸轮是一个中空的圆柱凸轮，圆柱面上加工有凸轮槽，凸轮滚子沿凸轮槽的轨迹运动，用于引导活塞杆在上升或下降过程中同时摆动一个角度，以便于让出位置给其它机构工作。随着活塞杆上部衬套和下部衬套的磨损，压缩空气的泄漏会造成能源的浪费，同时造成机构工作不稳定；机构安装在框架平面上，为活塞的上下运动提供压缩空气的管路安装在框架内部，由阀箱控制，框架是封闭的，如果管路泄漏或堵塞造成机构运作不稳定，由于内部的管路走向较为复杂，会为机构的检修带来一定的难度；另外机构工作时，上升和下降速度以及缓冲的调节是由阀针来控制的，对操作人员的操作水平要求较高，而且工作环境、劳动强度也比较恶劣。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：运用先进的伺服技术，提供一种能够减少压缩空气的耗量，为用户节省大量能源、不磨损、机构稳定的伺服扑气、正吹气机构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该伺服扑气、正吹气机构，其特征在于：包括伺服电机、底座、联轴器、轴承座、滚珠丝杠副、主轴、凸轮和凸轮滚子组件，底座上部连接凸轮下部，底座中空内安装轴承座和联轴器，底座下部连接伺服电机，主轴中空，滚珠丝杠副安装在主轴中心的空腔内，凸轮是一个长方形中空体，主轴安装在中央圆孔内，凸轮的前面加工有凸轮槽，凸轮滚子组件的凸轮滚子安装在凸轮槽内，滚珠丝杠副底部通过联轴器连接在底座上方，凸轮滚子组件固定在主轴上。
凸轮滚子组件包括凸轮滚子、锥形螺母、涨紧套、凸轮滚子挡圈和螺栓，涨紧套安装在主轴上一个孔内，涨紧套尾部有开槽。
凸轮槽轨迹是基于凸轮内孔的一段空间曲线，曲线上的每一点都指向凸轮内孔中心，沿内孔面展开的曲线形状两端为直线段，中间有圆弧过渡，其中下部直线段为垂直方向，经过圆弧过渡后向右上方旋转。
工作原理及工作过程：
该伺服扑气、正吹气机构通过底座安装在全伺服制瓶机框架上的安装孔中，由伺服电机通过联轴器驱动滚珠丝杠副，将旋转运动转换为直线运动，从而驱动安装在螺母上的主轴作上下直线运动；另外安装在主轴上的凸轮滚子在凸轮中凸轮槽的作用下，沿凸轮槽曲线运动，使主轴在上升和下降的过程中摆动一定角度。
与现有技术相比，本发明的伺服扑气、正吹气机构的有益效果是：由伺服电机旋转驱动产生动作，取代了压缩空气驱动活塞，降低了能源消耗、减少噪音、提高了机构的可操作性和安全性，降低了维修的复杂程度。机构运动可以分段控制，各段能够设定不同的速度以适应工艺的需要；机构运动的参数可以通过控制盒上的按钮进行调整，大大改善了工作环境，而且调整时机构反应也较为直观。
附图说明
图1是本发明伺服扑气、正吹气机构主视剖视示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的I局部放大图；
图4是凸轮槽外形结构图；
图5、6、7是凸轮滚子8在凸轮槽内运动状态示意图。
图1-7是本发明伺服扑气、正吹气机构的最佳实施例。其中：1、伺服电机2、底座3、联轴器4、轴承座5、滚珠丝杠6、主轴7、凸轮8、凸轮滚子9、锥形螺母10、涨紧套11、凸轮滚子挡圈12、螺栓13、圆形螺母14、轴承盖15、骨架油封。
具体实施方式
下面结合附图1-7对本发明伺服扑气、正吹气机构做进一步详细说明：
参照图1-7：
本伺服扑气、正吹气机构是安装在框架上的一个垂直孔中，并固定在框架上，制瓶机械一般由多个安装有工作机构的框架并排在一起组成，每个框架组合件单独工作，最终将产品输送到输瓶机上，整台机器由电子定时系统控制，做到各个框架之间互不干涉，也就是说输送到输瓶机上产品不会发生碰撞，并且具有相同间距。伺服扑气机构中主轴6做上升和下降往复运动，主轴6下降时携带扑气臂落到模具上方的正确位置，以便进行扑气工艺。工作完成后，主轴6上升，以便于其它机构进行操作。伺服正吹气机构用于进行正吹气工作，其结构与伺服扑气机构相同。
参照图1-3
本伺服扑气、正吹气机构，由伺服电机1、底座2、联轴器3、轴承座4、滚珠丝杠副5、主轴6、凸轮7、凸轮滚子8、锥形螺母9、涨紧套10、凸轮滚子挡圈11、螺栓12、圆形螺母13、轴承盖14和骨架油封15组成。底座2固定在框架上，轴承座4从下部装入底座2中，与伺服电机1一起固定在底座2上，底座2大部分及伺服电机1位于框架内部。轴承座4上的两个轴承支撑滚珠丝杠副5，通过两个圆形螺母13背紧轴承，并得到合适的预紧力，轴承盖14内部安装有骨架油封15，保证润滑油不会渗漏到轴承座4下部。伺服电机1位于机构的最下部的框架中，得到了很好的保护，电机线通过框架引出与控制系统连接，使伺服电机1旋转带动其它零部件运动。控制系统可以根据产品或工艺需要改变参数，调整伺服电机1机速。伺服电机1通过联轴器2带动滚珠丝杠副5提供动作。底座2上部安装凸轮7，凸轮7是一个长方形中空体结构，主轴6安装在凸轮7的中央圆孔内，凸轮7的前面加工有凸轮槽，为凸轮滚子8提供运动轨迹。主轴6中空，滚珠丝杠副5安装在主轴5中心的空腔内，滚珠丝杠副5的螺母固定在主轴6的下部，滚珠丝杠副5旋转驱动螺母作直线运动时，带动主轴6作上下运动。
参照图2
凸轮滚子组件由凸轮滚子8、锥形螺母9、涨紧套10、凸轮滚子挡圈11、螺栓12组成。涨紧套10安装在主轴6上一个孔内，尾部有开槽实现涨开，拧紧螺钉12时，锥形螺母9的锥度涨开涨紧套10的尾部，实现凸轮滚子8的固定。
本机构凸轮滚子组件和滚珠丝杠副5采用油浴润滑的方式，底座2与轴承座4之间在浸过凸轮滚子的高度内充满润滑油，轴承座4下部的密封及滚珠丝杠预紧如图3所示。通过两个圆形螺母13背紧轴承，并得到合适的预紧力，轴承盖14内部安装有骨架油封15，保证润滑油不会渗漏到轴承座4下部。
参照图4
凸轮槽轨迹是基于凸轮7内孔的一段空间曲线，曲线上的每一点都指向凸轮7内孔中心，沿内孔面展开的曲线形状两端为直线段，中间有圆弧过渡，其中下部直线段为垂直方向，经过圆弧过渡后向右上方旋转。凸轮滚子8在凸轮槽内运动为主轴6提供运动轨迹，向上运动时，凸轮滚子8首先沿凸轮槽下部垂直的直线段运动，运动至直线段与圆弧过渡相切位置时，凸轮滚子8在上升过程中同时有旋转运动，一直到曲线终点，凸轮滚子8引导主轴6上升并且旋转30°。根据设计需要，旋转角度也可以大于或小于30°。
凸轮槽为图5-7所示分别显示了隐藏了前盖板，凸轮滚子8在不同位置时主轴6的运动状态。图5中主轴6位于最下方(进行完扑气功能后)，伺服电机1驱动滚珠丝杠副5旋转，结合图1可以看出，滚珠丝杠副5旋转使螺母实现直线运动，螺母与主轴6相联，因此主轴6开始向上方作垂直运动，由于凸轮滚子8限制了主轴6的旋转，因此一直到图6所示的位置，主轴6都在作垂直运动而没有旋转。伺服电机1继续驱动主轴6向上运动，如图7所示，由于凸轮滚子8要沿凸轮槽的轨迹运动，主轴6在上升的同时，旋转一定的角度。待需要进行扑气操作时，伺服电机1反转，主轴6逆向实现上述动作，进气扑气操作，一个工作循环到此为止。
工作原理及工作过程：
伺服扑气、正吹气机构通过底座2安装在全伺服制瓶机框架上的安装孔中，由伺服电机1通过联轴器3驱动滚珠丝杠副5，将旋转运动转换为直线运动，从而驱动主轴6作上下直线运动；另外安装在主轴6上的凸轮滚子8在凸轮7中凸轮槽的作用下，沿凸轮槽曲线运动，使主轴6在上升和下降的过程中摆动一定角度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (3)
1.伺服扑气、正吹气机构，其特征在于：包括伺服电机(1)、底座(2)、联轴器(3)、轴承座(4)、滚珠丝杠副(5)、主轴(6)、凸轮(7)和凸轮滚子组件，底座(2)上部连接凸轮(7)下部，底座(2)中空内安装轴承座(4)和联轴器(3)，底座(2)下部连接伺服电机(1)，主轴(6)中空，滚珠丝杠副(5)安装在主轴(6)中心的空腔内，凸轮(7)是一个长方形中空体，主轴(6)安装在中央圆孔内，凸轮(7)的前面加工有凸轮槽，凸轮滚子组件的凸轮滚子安装在凸轮槽内，滚珠丝杠副(5)底部通过联轴器(3)连接在底座(2)上方，凸轮滚子组件固定在主轴(6)上。
2.根据权利要求1所述的伺服扑气、正吹气机构，其特征在于：凸轮滚子组件包括凸轮滚子(8)、锥形螺母(9)、涨紧套(10)、凸轮滚子挡圈(11)和螺栓(12)，涨紧套(10)安装在主轴(6)上一个孔内，涨紧套(10)尾部有开槽。
3.根据权利要求1或2所述的伺服扑气、正吹气机构，其特征在于：凸轮槽轨迹是基于凸轮(7)内孔的一段空间曲线，曲线上的每一点都指向凸轮(7)内孔中心，沿内孔面展开的曲线形状两端为直线段，中间有圆弧过渡，其中下部直线段为垂直方向，经过圆弧过渡后向右上方旋转。
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