CN102494096A - 圆弧和直线运动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了的一种圆弧和直线运动机构，包括正交设置的第一丝母丝杠机构和第二丝母丝杠机构，其中第一丝母丝杠机构以机体为机架，第二丝母丝杠机构以第一丝母丝杠机构的滑动块为机架，所述机体形成有一与所述滑动块配合而形成移动副的导向槽。依据本发明的圆弧和直线运动机构的运动精度较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种圆弧和直线运动机构。
背景技术
在机械传动机构中，直线和圆弧动作单独式混合使用情况大量出现，例在机床刀架的运动形式，因此直线和圆弧传动成为各种机床、机械机构中必不可少的重要关键传送机构，其运动精度、控制方法是机械设计中追求的课题。
此类机构中普遍采用丝母丝杠副以满足运动精度，既有的丝母丝杠副配有机架形成丝母丝杠机构。通常丝母为移动构件，为平衡周向力，需配以光杠或者导柱进行导向，丝母结构复杂，且因形成支撑梁结构，传动部分的整体刚度稍差，影响整体的传动精度。
发明内容
因此，本发明针对目前圆弧和直线运动机构精度稍差的缺陷，提供了一种运动精度较高的圆弧和直线运动机构。
本发明采用的技术方案为：
依据本发明的一种圆弧和直线运动机构，包括正交设置的第一丝母丝杠机构和第二丝母丝杠机构，其中第一丝母丝杠机构以机体为机架，第二丝母丝杠机构以第一丝母丝杠机构的滑动块为机架，所述机体形成有一与所述滑动块配合而形成移动副的导向槽。
依据上述结构的圆弧和直线运动机构，采用形成在机体上的导向槽进行导向，导向结构的刚度取决于机体的静刚度，而非传统的导柱所形成支撑梁的静刚度和动刚度，整体刚度大大提高，从而，使得丝母丝杠机构的运动精度得到比较高的提升。另一方面，支撑梁越长，支撑刚度越差，但基于本结构，则不会受到这个限制，导向结构长短受到的限制比较小。
上述圆弧和直线运动机构，所述导向槽的槽口向上。
上述圆弧和直线运动机构，所述滑动块上形成有与该滑动块运动方向正交的直线滑轨，构成所述第二丝母丝杠机构的滑块的导向结构。
上述圆弧和直线运动机构，所述第一丝母丝杠机构和第二丝母丝杠机构均采用滚珠丝母丝杠副。
上述圆弧和直线运动机构，所述第一丝母丝杠机构和第二丝母丝杠机构均配有实时采集丝杠运动状态信息的编码器。
附图说明
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步的阐述，是本领域的技术人员更好的理解本发明。其中：
图1为依据本发明的一种圆弧和直线运动机构的主视结构式意图。
图2为相应于图1的俯视结构示意图。
图中：1、机体，2、X向滚珠丝杠，3、滑动块，4、X向减速器，5、X向伺服电机，6、X向编码器，7、导向槽，8、Y向滑轨，9、Y向滚珠丝杠，10、Y向工作台，11、Y向减速器，12、Y向伺服电机，13、Y向编码器，14、PLC。
具体实施方式
参照说明附图1和2所示，图中以数控系统中的X、Y向轴为基础进行说明，箭头表示的是相关滑块/滑动块移动方向。图2中Y轴方向的调整区间小于X轴，所考虑正交的两个调整方向较长的应当刚度高一些，较短的可以采用成本较低且比较成熟的方案。
图2中，在机体1上形成有导向槽7，形成X轴导向，滑动块3与该导向槽7配合形成移动副，配做成型，可以采用基孔制配做。图中X向滚珠丝杠2基本内置在所述导向槽7内，结构紧凑。进而，联接以驱动X向滚珠丝杠2转动的X向减速器4、X向伺服电机5、X向编码器6。
进而，在滑动块3上制作或者在滑动块3上安装Y向滑轨8，通过轨道进行导向，其静刚度也高于支撑梁结构，即便是较短的Y向导向，也能够获得相对较高的导向精度。
那么，对应地，在滑动块3上安装Y向滚珠丝杠9，以及安装有Y向螺母的Y向工作台10、Y向减速器11、Y向伺服电机12、Y向编码器13、和操纵该机构的PLC 14。
具体的工作方法如下：在机体1上精确加工出安装X向滚珠丝杠2的支承孔和导向槽7，将滑动块3固定好，滚珠螺母与X向滚珠丝杠2如图示用轴承固定在机体1两端的内置孔中，而且要保证滑动块沿X方向滑动灵活，滑动块3与导向槽7相对配合良好。没有左右移动，在X向滚珠丝杠右端装配有X向减速器4，X向伺服电机5和X向编码器6，保证X方向滑动块精准的驱动。
在滑动块3上装有2条Y向滑轨8，该滑轨为直线导轨，Y向直线导轨滑块联接支承Y向工作台10，在滑动块3上还固定装配有Y 向滚珠丝杠9，Y向工作台10下面联接Y 向滚珠丝杠9的螺母副，Y向丝杠转动，带动Y向工作台10沿Y向方向移动，在Y向滚珠丝杠9一端装有Y向减速器11和Y向伺服电机12、Y向编码器13。
当我们需要直线运动时，就可以由PLC电气控制系统按预先设计好的软件程序，操纵X向伺服电机运动，带动X向滚珠丝杠沿导向槽和精确可控的X方向运动，达到我们运动要求。同样当我们要求Y方向直线运动时也可以有PCL控制Y方向伺服电机运动，带动Y向工作台Y 方向运动，达到Y方向的直线精确运动。
当我们需要圆弧运动时，就可以由PLC电气控制系统按要求程序，同时由X方向伺服电机和Y方向伺服电机运动，合成出精确的圆弧运动达到我们运动要求。
依据上述结构的特点是完全内置式的并且设计使用伺服电机控制的高精确传动机构，可以根据我们的要求实现X、Y两个方向直线精确运动。实现X、Y方向同时运动，进而合成出圆弧运动的工作平台。实现不同需求的机械设备完成这一功能。并且根据工况需求，制造出不同规格大小的该机构用于不同场所。
Claims (5)
1.一种圆弧和直线运动机构，包括正交设置的第一丝母丝杠机构和第二丝母丝杠机构，其中第一丝母丝杠机构以机体（1）为机架，第二丝母丝杠机构以第一丝母丝杠机构的滑动块（3）为机架，其特征在于，所述机体形成有一与所述滑动块（3）配合而形成移动副的导向槽（7）。
2.根据权利要求1所述的圆弧和直线运动机构，其特征在于，所述导向槽的槽口向上。
3.根据权利要求1或2所述的圆弧和直线运动机构，其特征在于，所述滑动块（3）上形成有与该滑动块运动方向正交的直线滑轨，构成所述第二丝母丝杠机构的滑块的导向结构。
4.根据权利要求1所述的圆弧和直线运动机构，其特征在于，所述第一丝母丝杠机构和第二丝母丝杠机构均采用滚珠丝母丝杠副。
5.根据权利要求1或4所述的圆弧和直线运动机构，其特征在于，所述第一丝母丝杠机构和第二丝母丝杠机构均配有实时采集丝杠运动状态信息的编码器。
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