CN103009799B - 同一平面的x、y、θ方向自动对准调节装置 - Google Patents

Abstract

一种同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置，由三套驱动单元、六套支撑单元、两套锁紧单元、一个固定板和一个活动板组成。活动板处在固定板上面。固定板的下面固接三套驱动单元和六套支撑单元。三套驱动单元的驱动输出端共同连接活动板。支撑单元共同支撑活动板，极大地减少了活动板与运动版之间的运动阻力。固定板与活动板之间对称连接的两套锁紧单元，对运动板起止动作用。活动板在固定板上面于X方向和Y方向各具有一个直线往返运动轨迹，以转轴为中心于平面的Θ方向具有一个往返转动轨迹，用于三个方向的对准调整。本发明大幅度减少了结构尺寸和重量，X、Y、Θ方向的运动产生在同一个工作面上，实现了大面积印刷机的高效率生产。

Description

同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置

技术领域

本发明涉及一种工作台自动对准的调节装置，特别是涉及一种应用于印刷机工作台同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置。

背景技术

随着印刷设备自动化的发展，具有自动对准的大面积工作台（500mm×600mm）成为体现其自动化的标志之一。传统的印刷机自动对准工作台均采用三层结构形式，分别用来完成X、Y、Θ方向的运动，每一层分别采用电机驱动丝杠，直线导轨导向的结构。三层结构分别运作，造成结构较大，作业程序繁琐。为保证设备相关精度以及满足三层运动的结构要求，三层结构的总高度尺寸大致在150mm,重量约200Kg左右，使得工作台的高度尺寸大，重量重。无法实现印刷机工作台的高效生产，成为大面积工作台自动对准设备的瓶颈。

发明内容

本发明的目的是针对传统技术的不足给出一种结构尺寸小、重量轻，X、Y、Θ方向的运动产生在同一个工作面上，运动灵活、工作效率高，应用于大面积印刷机的同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置。

本发明的目的是能够实现的。本发明同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置的特征在于：所述同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置由三套驱动单元，六套支撑单元，两套锁紧单元，一个固定板和一个活动板组成，所述固定板的下表面固接三套驱动单元，均布固接六套支撑单元，所述三套驱动单元的驱动输出端通过固定板上的分别设置的安装口由螺栓共同连接活动板，所述六套支撑单元上端共同支撑贴合连接所述活动板，所述活动板处在所述固定板的上面，所述固定板与所述活动板之间连接有两套对称安装的锁紧单元，所述活动板通过两个平行驱动单元的同时同向驱动相对所述固定板具有一个X方向的直线往返运动轨迹，所述活动板通过横向驱动单元的驱动相对所述固定板具有一个Y方向的直线往返运动轨迹，所述活动板通过两个平行驱动单元的同时互为逆向驱动并以横向驱动单元的转轴为中心相对所述固定板具有一个固定板平面Θ方向的往返转动轨迹。

所述三套驱动单元的构造相同，均由电机、电机固定座、联轴器、支座、转动丝杠、传动构件、转轴、Y向滑块、Y向导轨、X向导轨和X向滑块组成，所述电机安装在电机固定座上，所述电机通过联轴器、支座连接转动丝杠，所述转动丝杠连接传动构件，所述传动构件另一端通过一个转动臂连接带有转轴的Y向滑块，所述Y向滑块滑动连接在Y向导轨上，所述传动构件的底部设有X向滑块，所述X向滑块滑动连接在X向导轨上，所述电机固定座、支座以及X向导轨均固接在所述固定板上，所述Y向导轨固接在所述活动板上。

所述六套支撑单元构造相同，均由立板、盖板、钢球支撑轮和滚轮底座组成，所述立板一端焊接在所述固定板上，另一端焊接有盖板，立板与盖板形成矩形构架，所述盖板上设有钢球支撑轮，所述钢球支撑轮的顶端支撑贴合连接滚轮底座，所述滚轮底座通过螺钉固定在所述活动板上。

所述两套锁紧单元构造相同，均由簧片、气缸弯板、气缸、制动盘和两个簧片支座组成，所述簧片支座固定在所述活动板上，所述簧片支座上固定有簧片，所述簧片的上面设有一个与其表面贴合连接的气缸弯板，所述气缸弯板由水平板和垂直板两部分构成，所述气缸弯板的垂直板通过螺栓固接在所述固定板上，所述气缸弯板的水平板上设有一个气缸，所述气缸的活塞杆穿过所述气缸弯板以及簧片且活塞杆上固定有一个制动盘，所述制动盘处在所述簧片与所述活动板之间。

本发明同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置，其中所述X向导轨的滑动轴线与所述Y向导轨的滑动轴线互为垂直，所述X向滑块在所述X向导轨上具有一个往返的直线运动轨迹，所述Y向滑块在Y向导轨上具有一个往返的直线运动轨迹，所述传动构件上的转动臂在所述转轴上具有一个往返的转动轨迹。

本发明同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置，其中所述气缸的活塞杆收回状态为制动盘与簧片夹紧贴合的止动状态，气缸的活塞杆伸出状态为制动盘与簧片自由分离的可动状态。

本发明公开了一种用于大全面积印刷机工作台的同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置。本发明同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置与现有技术不同之处在于本发明同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置由三套驱动单元，六套支撑单元，两套锁紧单元，一个固定板和一个活动板组成。活动板处在固定板上面，通过驱动单元的驱动，活动板在固定板上面于X方向具有一个直线往返运动轨迹，于Y方向具有一个直线往返运动轨迹，以转轴为中心于平面的Θ方向具有一个往返转动轨迹，能方便的进行三个方向的对准调整。本发明大幅度的减少了结构空间尺寸，减轻了结构重量，X、Y、Θ方向的运动产生在同一个工作面上，实现了大面积印刷机的高效率生产。

下面结合附图对本发明的同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置作进一步说明。

附图说明

图1为同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置的俯视立体结构示意图。

图2为同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置的仰视立体结构示意图。

图3为本发明中驱动单元的结构示意图。

图4为本发明中支撑单元结构示意图。

图5为本发明中锁紧单元的结构示意图。

图6为本发明系统硬件结构控制原理框图。

图7为本发明中电机位置示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置由三套驱动单元1A、1B、1C，六套支撑单元2，两套锁紧单元3，一个固定板4和一个活动板5组成。固定板4的下表面固接三套驱动单元1A、1B、1C，均布固接六套支撑单元2。三套驱动单元1A、1B、1C的驱动输出端通过固定板4上分别设置的安装口由螺栓26共同连接活动板5。六套支撑单元2上端共同支撑贴合连接活动板5。活动板5处在固定板4的上面。固定板4与活动板5之间连接有两套对称安装的锁紧单元3。活动板5通过两个平行驱动单元1A、1B的同时同向驱动，相对固定板4具有一个X方向的直线往返运动轨迹；活动板5通过横向驱动单元1C的单项驱动，相对固定板4具有一个Y方向的直线往返运动轨迹；活动板5通过两个平行驱动单元1A、1B的同时互为逆向驱动并以横向驱动单元1C的转轴12为中心，相对固定板4具有一个Θ固定板4平面方向的往返转动轨迹。活动板5在固定板4的平面上具有三种上述移动形式。

如图3所示，三套驱动单元1A、1B、1C的构造相同，均由电机6、电机固定座7、联轴器8、支座9、转动丝杠10、传动构件11、转轴12、Y向滑块13、Y向导轨14、X向导轨15和X向滑块16组成。电机6安装在电机固定座7上，电机6通过联轴器8、支座9连接转动丝杠10，转动丝杠10连接传动构件11，传动构件11另一端通过一个转动臂连接带有转轴12的Y向滑块13，Y向滑块13滑动连接在Y向导轨14上。传动构件11的底部设有X向滑块16，X向滑块16滑动连接在X向导轨15上。电机固定座7、支座9以及X向导轨15均固接在固定板4上。Y向导轨14固接在所述活动板5上。

如图4所示，六套支撑单元2构造相同，均由立板17、盖板18、钢球支撑轮19和滚轮底座20组成。立板17一端焊接在固定板4上，另一端焊接有盖板18，立板17与盖板18形成矩形构架。盖板18上设有钢球支撑轮19，钢球支撑轮19的顶端支撑贴合连接滚轮底座20。滚轮底座20通过螺钉固定在活动板5上。支撑单元2采用钢球支撑轮19结构，极大地减少了活动板4与活动版5之间的运动阻力。

如图5所示，两套锁紧单元3构造相同，均由簧片22、气缸弯板23、气缸25、制动盘24和两个簧片支座21组成。簧片支座21固定在活动板5上，簧片支座21上固定有簧片22，簧片22的上面设有一个与其表面贴合连接的气缸弯板23。气缸弯板23由水平板和垂直板两部分构成。气缸弯板23的垂直板通过螺栓固接在固定板4上。气缸弯板23的水平板上设有一个气缸25，气缸25的活塞杆穿过气缸弯板23以及簧片22且活塞杆上固定有一个制动盘24。制动盘24处在簧片22与活动板5之间。气缸25的活塞杆收回状态为制动盘24与簧片22夹紧贴合的止动状态，气缸25的活塞杆伸出状态为制动盘24与簧片22自由分离的可动状态。制动盘24夹紧簧片22时对活动板5起止动作用。

如图2、图3所示，X向导轨15的滑动轴线与Y向导轨14的滑动轴线互为垂直。X向滑块16在X向导轨15上具有一个往返的直线运动轨迹；Y向滑块13在Y向导轨14上具有一个往返的直线运动轨迹；传动构件11上的转动臂在转轴12上具有一个往返的转动轨迹。X向滑块16在X向导轨15上可以滑动。Y向滑块13在Y向导轨14上可以滑动。传动构件11上的转动臂在转轴12上可以转动。

参看图1。在固定板4、活动板5和三套驱动单元1组成的本发明中，当两套平行的驱动单元1A和1B同向运动而另一套横向驱动单元1C不运动时，驱动单元1A和驱动单元1B的电机同时带动各自的转动丝杠10旋转，带动连接板11同时完成前后运动，通过转轴12和Y向滑块13带动两根Y向导轨14同时运动完成X向运动；同时驱动单元1C的Y向滑块13和Y向导轨14会产生相对运动。

当两套平行的驱动单元1A和1B同时互为做反向运动而另一套驱动单元1C不运动时，驱动单元1A的电机同时带动转动丝杠10旋转，带动驱动单元1A的连接板11向右（或左）运动，由于驱动单元1C固定，需要驱动单元1B的连接板11同时向左（或右）运动，驱动单元1C的转轴12位置是固定板4与活动板5的相对旋转中心，所以驱动单元1A和1B的同时反向转动形成固定板4与活动板5的相对旋转；在驱动单元1A和1B运动时，转轴12与连接板11会有相对的角度转动。

当驱动单元1A和1B固定不动而驱动单元1C前后运动时，驱动单元1C的电机同时带动转动丝杠10旋转，通过驱动单元1C的连接板11和Y向滑块13带动Y向导轨14完成Y向前后运动；同时驱动单元1A和1B的Y向滑块13和Y向导轨14会产生相对运动。

参看图6.本发明的控制方式采用位置控制，运动控制卡以PCI总线方式与工控机相连，松下伺服驱动器与运动控制卡相连，驱动器驱动步进电机6旋转，由直线导轨15导向，实现准确运动。

系统硬件结构控制原理见图6。驱动单元1A的电机6，驱动单元1B的电机6，驱动单元1C的电机6三个电机运动正方向按照图7所示坐标系定义。当驱动单元1A的电机6与驱动单元1B的电机6异向转动，驱动单元1C的电机6不动，使工作台实现Θ向移动；当驱动单元1A的电机6、驱动单元1B的电机6同向转动，驱动单元1C的电机6不动，使工作台实现X向移动；当驱动单元1A的电机6、驱动单元1B的电机6不动，驱动单元1C的电机6转动时，可使工作台Y向转动。电机6采用高分辨率高速步进电机，可以保证实际运行时精度和速度的要求。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置，其特征在于：所述同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置由三套驱动单元（1A、1B、1C），六套支撑单元（2），两套锁紧单元（3），一个固定板（4）和一个活动板（5）组成，所述固定板（4）的下表面固接三套驱动单元（1A、1B、1C），并且固定板（4）的下表面均布固接六套支撑单元（2），所述三套驱动单元（1A、1B、1C）的驱动输出端通过固定板（4）上的分别设置的安装口由螺栓（26）共同连接活动板（5），所述六套支撑单元（2）上端共同支撑贴合连接所述活动板（5），所述活动板（5）处在所述固定板（4）的上面，所述固定板（4）与所述活动板（5）之间连接有两套对称安装的锁紧单元（3），所述活动板（5）通过三套驱动单元中的两个平行驱动单元（1A、1B）的同时同向驱动相对所述固定板（4）具有一个X方向的直线往返运动轨迹，所述活动板（5）通过三套驱动单元中的横向驱动单元（1C）的驱动相对所述固定板（4）具有一个Y方向的直线往返运动轨迹，所述活动板（5）通过两个平行驱动单元（1A、1B）的同时互为逆向驱动并以横向驱动单元（1C）的转轴（12）为中心相对所述固定板（4）具有一个在固定板（4）平面Θ方向的往返转动轨迹。

2.根据权利要求1所述的同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置，其特征在于：所述三套驱动单元（1A、1B、1C）的构造相同，均由电机（6）、电机固定座（7）、联轴器（8）、支座（9）、转动丝杠（10）、传动构件（11）、转轴（12）、Y向滑块（13）、Y向导轨（14）、X向导轨（15）和X向滑块（16）组成，所述电机（6）安装在电机固定座（7）上，所述电机（6）通过联轴器（8）、支座（9）连接转动丝杠（10），所述转动丝杠（10）连接传动构件（11），所述传动构件（11）另一端通过一个转动臂连接带有转轴（12）的Y向滑块（13），所述Y向滑块（13）滑动连接在Y向导轨（14）上，所述传动构件（11）的底部设有X向滑块（16），所述X向滑块（16）滑动连接在X向导轨（15）上，所述电机固定座（7）、支座（9）以及X向导轨（15）均固接在所述固定板（4）上，所述Y向导轨（14）固接在所述活动板（5）上，

所述六套支撑单元（2）构造相同，均由立板（17）、盖板（18）、钢球支撑轮（19）和滚轮底座（20）组成，所述立板（17）一端焊接在所述固定板（4）上，另一端焊接有盖板（18），立板（17）与盖板（18）形成矩形构架，所述盖板（18）上设有钢球支撑轮（19），所述钢球支撑轮（19）的顶端支撑贴合连接滚轮底座（20），所述滚轮底座（20）通过螺钉固定在所述活动板（5）上，

所述两套锁紧单元（3）构造相同，均由簧片（22）、气缸弯板（23）、气缸（25）、制动盘（24）和两个簧片支座（21）组成，所述簧片支座（21）固定在所述活动板（5）上，所述簧片支座（21）上固定有簧片（22），所述簧片（22）的上面设有一个与其表面贴合连接的气缸弯板（23），所述气缸弯板（23）由水平板和垂直板两部分构成，所述气缸弯板（23）的垂直板通过螺栓固接在所述固定板（4）上，所述气缸弯板（23）的水平板上设有一个气缸（25），所述气缸（25）的活塞杆穿过所述气缸弯板（23）以及簧片（22）且活塞杆上固定有一个制动盘（24），所述制动盘（24）处在所述簧片（22）与所述活动板（5）之间。

3.根据权利要求2所述的同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置，其特征在于：X向导轨（15）的滑动轴线与所述Y向导轨（14）的滑动轴线互为垂直，所述X向滑块（16）在所述X向导轨（15）上具有一个往返的直线运动轨迹，所述Y向滑块（13）在Y向导轨（14）上具有一个往返的直线运动轨迹，所述传动构件（11）上的转动臂在所述转轴（12）上具有一个往返的转动轨迹。

4.根据权利要求2所述的同一平面的X、Y、Θ方向自动对准调节装置，其特征在于：所述气缸（25）的活塞杆收回状态为制动盘（24）与簧片（22）夹紧贴合的止动状态，气缸（25）的活塞杆伸出状态为制动盘（24）与簧片（22）自由分离的可动状态。