CN102039256A

CN102039256A - 一种具有刹车器的三轴机

Info

Publication number: CN102039256A
Application number: CN2009101107397A
Authority: CN
Inventors: 卢国明
Original assignee: Shenzhen Tensun Hydro Control Equipment Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Tensun Hydro Control Equipment Co Ltd
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2011-05-04

Abstract

本发明提供一种具有刹车器的三轴机，包括底架，在底架上装设有分别在X、Y和Z方向上运动的X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，底架中装设用于通过电机控制X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂运动的主板；Z轴机械臂包括Z轴主同步轮、Z轴同步带、Z轴步进电机和至少一个Z轴随动轮，Z轴步进电机与Z轴主同步轮固定连接，Z轴主同步轮与Z轴随动轮通过所述Z轴同步带传动连接，Z轴步进电机的主轴上连接有刹车器。该具有刹车器的三轴机，使出胶针筒自动在三维空间内的任意位置移动，且能够实现高精度和高速度的运动，而且在Z轴步进电机的主轴上连接有刹车器，在Z轴步进电机突然断电时，防止该Z轴机械臂上的物体在重力作用下滑落。

Description

一种具有刹车器的三轴机

技术领域

本发明涉及电子加工用的点胶设备技术领域，特别涉及一种在电子生产加工中用于点胶的具有刹车器的三轴机。

背景技术

在电子加工过程中，需要对电子设备进行点胶，现有技术提供的点胶阀、出胶针筒等需要用进行三维空间内的任意位置的运动，但是现有技术并没有提供可以自动使点胶阀、出胶针筒等在三维空间上任意位置运动的设备。

发明内容

本发明提供一种具有刹车器的三轴机，以使点胶阀、出胶针筒等自动在三维空间内的任意位置移动，且在突然断电时，可以防止Z轴机械臂及其该机械臂上的重物由于自身重力而突然下滑。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种具有刹车器的三轴机，包括底架，在所述底架上装设有分别在X、Y和Z方向上运动的X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，所述底架中装设有用于通过电机控制所述X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂运动的主板；

所述Z轴机械臂包括Z轴主同步轮、Z轴同步带、Z轴步进电机和至少一个Z轴随动轮，其中：所述Z轴步进电机的主轴与所述Z轴主同步轮固定连接，所述Z轴主同步轮与所述Z轴随动轮通过所述Z轴同步带传动连接，所述Z轴步进电机的主轴上连接有刹车器。

其中，可优选的，所述底架中装设有用于驱动电机运转的电机驱动器，所述电机驱动器分别信号连接所述主板和所述电机，所述底架上装设有用于支撑X轴机械臂、Z轴机械臂的第一立柱、第二立柱；

所述底架中还设置有用于为所述主板和所述电机供电的开关电源以及设置有用于连接所述开关电源与外部电源的电源模块。

其中，可优选的，所述Z轴机械臂还包括Z轴底板，所述Z轴底板上装设有与所述Z轴同步带平行的Z轴线性导轨，所述Z轴线性导轨上滑动设有用于涂胶的出胶针筒以及用于控制点胶的点胶阀。

其中，可优选的，所述X轴机械臂包括X轴底板、X轴主同步轮、X轴同步带、X轴步进电机、X轴随动轮组合和X轴线性导轨，其中：所述X轴步进电机的主轴与所述X轴主同步轮固定连接，所述X轴主同步轮与所述X轴随动轮组合通过所述X轴同步带传动连接，所述X轴底板上装设有与所述X轴同步带平行的X轴线性导轨。

其中，可优选的，所述Y轴机械臂包括Y轴底板、Y轴主同步轮、Y轴同步带、Y轴步进电机、Y轴随动轮组合和Y轴线性导轨，其中：所述Y轴步进电机的主轴与所述Y轴主同步轮固定连接，所述Y轴主同步轮与所述Y轴随动轮组合通过所述Y轴同步带传动连接，所述Y轴底板上装设有与所述Y轴同步带平行的Y轴线性导轨。

其中，可优选的，X轴线性导轨上面具有可滑动的X轴滑块，所述X轴滑块固定设置在X轴滑座上面，所述Z轴机械臂固定在所述X轴滑座上，所述X轴滑座上面设置有加强筋，X轴同步带与所述X轴滑块连接，从而带动所述Z轴机械臂运行；

所述Y轴线性导轨上面具有可滑动的Y轴滑块，所述Y轴滑块固定设置在Y轴滑座上，所述Y轴滑座用于固定需要点胶的元件，所述Y轴同步带与所述Y轴滑块连接，从而带动所述需要点胶元件运行；

所述Z轴线性导轨上设置可滑动的Z轴滑块，所述Z轴滑块上设置有Z轴滑座，所述Z轴滑座上固定设置有固定装置，出胶针筒固定在所述固定装置上。

其中，可优选的，所述X轴线性导轨为两个，分别位于所述X轴同步带的两侧，且与所述X轴同步带平行，所述X轴滑块的一端或者两端分别装设有X轴光电感应片，与所述X轴光电感应片相对应的，在邻近于一个所述X轴线性导轨的一端或者两端处装设有X轴光电感应器，另一个所述X轴线性导轨的两端装设有X轴机械限位块。

其中，可优选的，所述Y轴线性导轨为两个，分别位于所述Y轴同步带的两侧，且与所述Y轴同步带平行，所述Y轴滑块的一端或者两端分别装设有Y轴光电感应片，与所述Y轴光电感应片相对应的，在邻近于一个所述Y轴线性导轨的一端或者两端处装设有Y轴光电感应器，另一个所述Y轴线性导轨的两端装设有Y轴机械限位块。

其中，可优选的，所述Z轴线性导轨为两个，分别位于所述Z轴同步带的两侧，且与所述Z轴同步带平行，所述Z轴滑块的一端或者两端分别装设有Z轴光电感应片，与所述Z轴光电感应片相对应的，在邻近于一个所述Z轴线性导轨的一端或者两端处装设有Z轴光电感应器，另一个所述Z轴线性导轨的两端装设有Z轴机械限位块。

其中，可优选的，所述底架上还设置有光电开关，所述光电开关连接所述主板，通过所述主板控制所述电机。

有益效果：本发明提供的具有刹车器的三轴机，通过主板控制步进电机使X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂分别在X、Y和Z方向上运动，使点胶阀、出胶针筒等自动在三维空间内的任意位置移动，且能够实现高精度和高速度的运动，而且在Z轴步进电机的主轴上连接有刹车器，在Z轴步进电机突然断电时，防止该机械臂上的滑座及安装在滑座上的物体在重力作用下滑落。

附图说明

图1为本发明实施例提供的具有刹车器的三轴机的结构示意图(从一侧看)；

图2为本发明实施例提供的具有刹车器的三轴机的结构示意图(从另一侧看)。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供的实施例。

本发明实施例提供一种具有刹车器的三轴机，通过控制三个轴机械臂(X轴、Y轴、Z轴)的运动位置，从而实现到达三维空间内的任意位置，三个轴机械臂采用步进电机为动力源，传动机构采用同步轮与同步带，原点控制采用光电开关，所以可以实现高精度与高速度的运动至三维空间(X、Y、Z)内的任意位置。

如图1、图2所示，其包括底架1，在所述底架1上装设有分别在X、Y和Z方向上运动的X轴机械臂3、Y轴机械臂2和Z轴机械臂4，所述Z轴机械臂4上装设有用于控制和调节点胶的点胶阀，以及用于涂胶的出胶针筒。所述底架1中还装设有用于通过电机24、38、47控制所述Y轴机械臂2、X轴机械臂3和Z轴机械臂4运动的主板11，所述底架上装设有用于驱动电机24、38、47运转的电机驱动器14，所述底架上装设有用于支撑X轴机械臂3、Z轴机械臂4的第一立柱15、第二立柱16，所述立柱15、16垂直装设在所述底架1的两侧。电机驱动器14分别信号连接所述主板11和所述电机24、38、47。所述底架1中还设置有用于为所述主板11、电机驱动器14和电机24、38、47供电的开关电源12以及设置有用于连接所述开关电源12与外部电源的电源模块13。

在本实施例中，更为具体的是：所述X轴机械臂3包括组成X轴的传动结构的：X轴底板31、X轴主同步轮32、X轴同步带35、X轴步进电机38、X轴随动轮37、X轴线性导轨33，以及还包括起限位作用的X轴光电感应器36、X轴机械限位块34，其中：所述X轴步进电机38的主轴与所述X轴主同步轮32固定连接，所述X轴主同步轮32与所述X轴随动轮组合37通过所述X轴同步带35传动连接，所述X轴底板31上装设有与所述X轴同步带35平行的X轴线性导轨33，所述X轴光电感应器36、X轴机械限位块34都装设在所述X轴底板31上。其中，本实施例中，所述X轴线性导轨33为两个，分别位于所述X轴同步带35的两侧，且与所述X轴同步带35平行。X轴光电传感器36起到限位和做X轴原点的作用，当X轴光电传感器35失效时，由X轴机械限位块34起到对X轴传动机构限位的作用。

在本实施例中，X轴线性导轨33上面具有可滑动的X轴滑块(未标号)，所述X轴滑块固定设置X轴滑座(未标号)上面，所述Z轴机械臂4固定在所述X轴滑座上，所述X轴滑座上面设置有加强筋(未标号)，X轴同步带35与所述X轴滑块连接，从而带动所述Z轴机械臂4左右运行。所述X轴滑块的一端或者两端分别装设有X轴光电感应片，在本实施例中，与所述X轴光电感应片相对应的，在邻近于一个所述X轴线性导轨33的一端或者两端处装设有X轴光电感应器36，即：当X轴光电感应片为一个时，X轴光电感应器36也为一个，并且X轴光电感应片与X轴光电感应器36设置在滑块的同一侧。另一个所述X轴线性导轨33的两端分别装设有X轴机械限位块34。当X轴光电感应片与X轴光电感应器36相互接触时，X轴光电感应器36才会通知主板11该滑块已到原点，以实现限位的作用。另外，X轴光电感应器36的数量可以为2个，此时，在所述X轴滑块的相对两侧各设有一个X轴光电感应片，分别与两边的X轴光电感应器36接触。本发明实施例中，X轴光电感应器36为对射型光电传感器。

同理：所述Y轴机械臂2包括组成Y轴的传动结构的：Y轴底板21、Y轴主同步轮22、Y轴同步带23、Y轴步进电机24、Y轴随动轮组合25、Y轴线性导轨26，以及还包括起限位作用的Y轴光电感应器27、Y轴机械限位块28，其中：所述Y轴步进电机24的主轴与所述Y轴主同步轮22固定连接，所述Y轴主同步轮22与所述Y轴随动轮组合25通过所述Y轴同步带23传动连接，所述Y轴底板21上装设有与所述Y轴同步带23平行的Y轴线性导轨26，所述Y轴线性导轨26的一端上装设有Y轴光电感应器27。且所述Y轴光电感应器27、Y轴机械限位块28都装设在所述Y轴底板21上。其中，本实施例中，所述Y轴线性导轨26为两个，分别位于所述Y轴同步带23的两侧，且与所述Y轴同步带23平行，所述Y轴线性导轨26上面具有可滑动的Y轴滑块(未标号)，所述Y轴滑块固定设置在Y轴滑座(未标号)上，所述Y轴滑座用于固定需要点胶的元件，所述Y轴同步带23与所述Y轴滑块连接，从而带动所述需要点胶元件前后运行；所述Y轴滑块的一端或者两端分别装设有Y轴光电感应片，在本实施例中，与所述Y轴光电感应片相对应的，在邻近于一个所述Y轴线性导轨26的一端或者两端处装设有Y轴光电感应器27，即：当Y轴光电感应片为一个时，Y轴光电感应器27也为一个，并且Y轴光电感应片与Y轴光电感应器27设置在滑块的同一侧。另一个所述Y轴线性导轨26的两端分别装设有Y轴机械限位块28，且该Y轴机械限位块28装设在所述Y轴底板21上。Y轴光电传感器27起到限位和做Y轴原点的作用，当Y轴光电传感器27失效时，由Y轴机械限位块28起到对Y轴传动机构限位的作用。即：当Y轴光电感应片与Y轴光电感应器27相互接触时，Y轴光电感应器27才会通知主板11该滑块已到原点。以实现限位的作用。另外，Y轴光电感应器27的数量可以为2个，此时，在所述Y轴滑块的相对两侧各设有一个Y轴光电感应片，分别与两边的Y轴光电感应器27接触。本发明实施例中，Y轴光电感应器27为对射型光电传感器。

同理：所述Z轴机械臂4包括组成Z轴的传动结构的：Z轴底板41、Z轴主同步轮42、Z轴同步带43、Z轴步进电机47、Z轴随动轮组合44、Z轴线性导轨48，以及还包括起限位作用的Z轴光电感应器46、Z轴机械限位块45，其中：所述Z轴步进电机47的主轴与所述Z轴主同步轮42固定连接，所述Z轴主同步轮42与所述Z轴随动轮组合44通过所述Z轴同步带43传动连接，该Z轴随动轮组合44包括多个相互传动配合连接的随动轮。所述Z轴光电感应器46、Z轴机械限位块45都装设在所述Z轴底板41上。

其中，本实施例中，所述Z轴线性导轨48为两个，分别位于所述Z轴同步带43的两侧，且与所述Z轴同步带43平行，所述Z轴线性导轨48上面具有可滑动的Z轴滑块(未标号)，所述Z轴滑块固定设置在Z轴滑座(未图示)上面，所述Z轴滑座上固定设置有固定装置，出胶针筒固定在所述固定装置上，所述Z轴同步带43与所述Z轴滑块连接，从而带动所述出胶针筒上下运行。所述Z轴滑块的一端或者两端分别装设有Z轴光电感应片，在本实施例中，与所述Z轴光电感应片相对应的，在邻近于一个所述Z轴线性导轨48的一端或者两端处装设有Z轴光电感应器46，即：当Z轴光电感应片为一个时，Z轴光电感应器46也为一个，并且Z轴光电感应片与Z轴光电感应器46设置在滑块的同一侧。另一个所述Z轴线性导轨48的两端分别装设有Z轴机械限位块45。Z轴光电传感器46起到限位和做Z轴原点的作用，当Z轴光电传感器46失效时，由Z轴机械限位块45起到对Z轴传动机构限位的作用。即：当Z轴光电感应片与Z轴光电感应器46相互接触时，Z轴光电感应器46才会通知主板11该滑块已到原点。以实现限位的作用。另外，Z轴光电感应器46的数量可以为2个，此时，在所述Z轴滑块的相对两侧各设有一个Z轴光电感应片，分别与两边的Z轴光电感应器46接触。本发明实施例中，Z轴光电感应器46为对射型光电传感器。

在其它实施例中，该Z轴随动轮组合44也可以只有一个随动轮，该随动轮固定连接有丝杆，通过所述丝杆和Z轴同步带43相配合以实现Z轴主同步轮42与所述随动轮传动连接。即：所述丝杆为滚珠丝杆，所述滚珠丝杆与该随动轮通过轴承固定连接，在其他实施方式中，所述滚珠丝杆与该随动轮可以通过丝杆支承座(未图示)固定连接，以实现该Z轴主同步轮42与所述随动轮或者Z轴随动轮组合传动连接。

在该Z轴步进电机47的主轴上设置有刹车器49，该刹车器49在该Z轴步进电机47转动时松开，使该Z轴步进电机47的主轴能够顺利转动；如果突然断电时，该刹车器49立刻与该Z轴步进电机47的主轴相互作用，刹住该轴，防止该轴继续转动，并且起到固定该轴的作用，防止该Z轴机械臂上的物体在重力作用下滑落。

在进一步的实施例中，为了更准确的控制所述电机，所述底架1上还设置有光电开关(图中未画出)，所述光电开关连接所述主板11，通过所述主板11控制所述X轴步进电机38、Y轴步进电机24和Z轴步进电机47。

该发明提供的具有刹车器的三轴机有二种工作模式包括：教导模式、运行模式。其中运行模式又分为：单次循环模式、连续循环模式。教导模式与运行模式可以通过设置在底架1上的前面板的切换开关切换，具有刹车器的三轴机在运行过程中，按急停键可停止该具有刹车器的三轴机动作的功能。

该发明提供的具有刹车器的三轴机具有简易方便友好的操作界面，控制按键设计合理，能够方便的进行操作。维修方便，用各种常用的外部配件，便于维护和使用。

该具有刹车器的三轴机内部结构优点为：采用电机驱动器加步进电机进行控制，实现步进电机步进角细分，使得步进电机具有较高的转动精度，从而实现三轴机械臂具有较高的传动精度，三轴机械臂(X轴、Y轴、Z轴)采用同步轮加同步带加线性导轨的方式，步进电机通过驱动器细分的方式，可以改善步进电机的温度与噪音，减少电机的发热量，实现低磨擦、低噪声，从而保证机械结构的使用寿命。

以上对本发明实施例所提供的一种具有刹车器的三轴机进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种具有刹车器的三轴机，其特征在于，包括底架，在所述底架上装设有分别在X、Y和Z方向上运动的X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，所述底架中装设有用于通过电机控制所述X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂运动的主板；

2.如权利要求1所述具有刹车器的三轴机，其特征在于，所述底架中装设有用于驱动电机运转的电机驱动器，所述电机驱动器分别信号连接所述主板和所述电机，所述底架上装设有用于支撑X轴机械臂、Z轴机械臂的第一立柱、第二立柱；

3.如权利要求1所述具有刹车器的三轴机，其特征在于，所述Z轴机械臂还包括Z轴底板，所述Z轴底板上装设有与所述Z轴同步带平行的Z轴线性导轨，所述Z轴线性导轨上滑动设有用于涂胶的出胶针筒以及用于控制点胶的点胶阀。

4.如权利要求1所述具有刹车器的三轴机，其特征在于，所述X轴机械臂包括X轴底板、X轴主同步轮、X轴同步带、X轴步进电机、X轴随动轮组合和X轴线性导轨，其中：所述X轴步进电机的主轴与所述X轴主同步轮固定连接，所述X轴主同步轮与所述X轴随动轮组合通过所述X轴同步带传动连接，所述X轴底板上装设有与所述X轴同步带平行的X轴线性导轨。

5.如权利要求4所述具有刹车器的三轴机，其特征在于，所述Y轴机械臂包括Y轴底板、Y轴主同步轮、Y轴同步带、Y轴步进电机、Y轴随动轮组合和Y轴线性导轨，其中：所述Y轴步进电机的主轴与所述Y轴主同步轮固定连接，所述Y轴主同步轮与所述Y轴随动轮组合通过所述Y轴同步带传动连接，所述Y轴底板上装设有与所述Y轴同步带平行的Y轴线性导轨。

6.如权利要求5所述具有刹车器的三轴机，其特征在于，X轴线性导轨上面具有可滑动的X轴滑块，所述X轴滑块固定设置在X轴滑座上面，所述Z轴机械臂固定在所述X轴滑座上，所述X轴滑座上面设置有加强筋，X轴同步带与所述X轴滑块连接，从而带动所述Z轴机械臂运行；

7.如权利要求6所述具有刹车器的三轴机，其特征在于，所述X轴线性导轨为两个，分别位于所述X轴同步带的两侧，且与所述X轴同步带平行，所述X轴滑块的一端或者两端分别装设有X轴光电感应片，与所述X轴光电感应片相对应的，在邻近于一个所述X轴线性导轨的一端或者两端处装设有X轴光电感应器，另一个所述X轴线性导轨的两端装设有X轴机械限位块。

8.如权利要求6所述具有刹车器的三轴机，其特征在于，所述Y轴线性导轨为两个，分别位于所述Y轴同步带的两侧，且与所述Y轴同步带平行，所述Y轴滑块的一端或者两端分别装设有Y轴光电感应片，与所述Y轴光电感应片相对应的，在邻近于一个所述Y轴线性导轨的一端或者两端处装设有Y轴光电感应器，另一个所述Y轴线性导轨的两端装设有Y轴机械限位块。

9.如权利要求6所述具有刹车器的三轴机，其特征在于，所述Z轴线性导轨为两个，分别位于所述Z轴同步带的两侧，且与所述Z轴同步带平行，所述Z轴滑块的一端或者两端分别装设有Z轴光电感应片，与所述Z轴光电感应片相对应的，在邻近于一个所述Z轴线性导轨的一端或者两端处装设有Z轴光电感应器，另一个所述Z轴线性导轨的两端装设有Z轴机械限位块。

10.如权利要求1所述具有刹车器的三轴机，其特征在于，所述底架上还设置有光电开关，所述光电开关连接所述主板，通过所述主板控制所述电机。