CN104267740A - 并联传动结构自动调平机构 - Google Patents

Abstract

并联传动结构自动调平机构，属于自动精密调节技术领域。针对采用手动调节对数控机床、数控雕刻机和3D打印机等设备的Z轴方向的精确定位，存在调节过程耗时长，劳动强度大，测量结果误差大的问题。加热块设置在并联支座内，喷头下端伸出加热块的喷头安装孔，喷头上端与喷头固定座固接，喷头固定座上端固定穿出热端组件固定架的通孔，热端组件固定架一端与并联支座铰接，微动开关与并联支座固接，微动开关位于热端组件固定架另一端正上方，微动开关与热端组件固定架之间设有间隙，热端组件固定架通过弹性伸缩机构与并联支座底部相连。本发明主要应用在数控机床、数控雕刻机、3D打印机、分拣系统等上面。

Description

并联传动结构自动调平机构

技术领域

本发明涉及一种传动结构自动调平机构，属于自动精密调节技术领域。

背景技术

自动调平机构在很多现代设备中已经被广泛应用。设备在工作之前，需要设定作业工作头在工作时的高度基准，即Z轴坐标系零点。作业工作头在高度方向(Z轴方向)向下移动，慢慢靠近工作平台或自动调平组件，当作业工作头碰触到工作平面并发生一定量的位移时，微动开关被触发，触发信号发送到控制器，计算该点的实际高度值，以此类推，测量工作台其余各点，从而计算出各点的实际高度，并在实际工作过程中进行修改纠正，从而实现高度方向的精确定位功能。

传统的数控机床、数控雕刻机和3D打印机等设备的Z轴方向的精确定位是通过手动调节的，手动调节的方法有两种：一种是通过仪器仪表设备，一种是通过调节螺丝进行调节。第一种方法，是把测量的仪器仪表设备固定在作业工作头上面，通过计算机控制机床Z轴向下运动，使得该仪器仪表设备的指针示数达到某一设定数值时，记录下该位置的高度坐标值，通过相应的换算转换，间接的得到当前Z轴零点的精确位置；第二种方法是通过位于工作平台四角的调节螺钉进行调节。首先通过计算机控制作业工作头移动到工作平台四角的第一个位置，然后控制Z轴向下移动，直到作业工作头处于工作平台上方某一位置时(该位置距离工作平台距离比较近)，通过螺丝刀手动调节该位置的调节螺丝，使作业工作头与工作平台的距离为某一固定值(可以通过插入标准垫片的方式测量该距离值)，控制Z轴向上移动，移动到工作平台第二个位置处，使用相同方法调节该点调节螺丝，以此类推，完成工作平台四角的调节作业，这样就实现了作业工作头与工作平台的精度定位。上述两种方法，都是通过手动调节的方式，间接的测量作业工作头与工作平台的距离值，从而实现调平的功能。这些方法需要操作人员具有一定的使用经验和操作技巧，才能达到一定的效果。而且调节过程中，耗费的时间比较长，工作人员的劳动强度比较大，不同操作人员测量的结果可能不一样，这些因素直接影响最终的调平结构。

综上所述，发明一种新的简单、高效、自动的调平机构是十分有意义的。

发明内容

本发明的目的是提供一种并联传动结构自动调平机构，以解决采用手动调节对数控机床、数控雕刻机和3D打印机等设备的Z轴方向的精确定位，存在调节过程耗时长，工作人员的劳动强度大，测量结果误差大的问题。

本发明使用了一种弹性伸缩机构，配合微动开关技术，来实现自动调平的运动和Z轴的精度定位。

实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

并联传动结构自动调平机构，包括并联支座、喷头固定座、加热块、喷头，并联支座的上端与下端贯通，加热块设置在并联支座内，喷头下部固定于加热块的喷头安装孔内，且喷头下端伸出加热块的喷头安装孔，喷头上端与喷头固定座固接，由加热块、喷头和喷头固定座组成热端组件，所述的并联传动结构自动调平机构还包括微动开关、弹性伸缩机构、热端组件固定架，热端组件固定架上设有通孔，热端组件的喷头固定座与热端组件固定架的通孔固接，且热端组件的喷头固定座上端穿出热端组件固定架的通孔，热端组件固定架的两个相对端的一端与并联支座铰接，微动开关与并联支座固接，且微动开关位于热端组件固定架两个相对端的另一端正上方，微动开关与热端组件固定架之间设有间隙，热端组件固定架所述的另一端前部通过弹性伸缩机构与并联支座底部相连。

本发明的有益效果在于：本发明采用弹性伸缩机构和微动开关配合的设计，整个机构在自动调平过程中首先会向下匀速运动，直到喷头底部碰触到工作平台，此时，机构继续向下运动，由于喷头已经碰触到了工作台，故喷头不会继续向下运动，但是因为弹性伸缩机构的作用，并联支座会继续向下运动，直到并联支座上的热端组件固定架碰触到微动开关，使微动开关由常开变成常闭状态，从而发出一个开关信号给控制系统，控制系统记录下此时的高度坐标，然后整个机构抬起，移动到第二个点，继续向下匀速运动，重复刚才的整个运动过程，系统会记录下工作平台上不同点的高度坐标，对坐标进行数学计算，使得作业工作头(为外部构件)在工作时，始终与工作平台的不同位置处于同一个高度，从而实现Z轴高度的精确定位功能。

综上，本发明具有结构简单、使用方便、调节过程缩至8秒，调节用时短；测量结果精度可以达到0.002mm，测量结果精确，该机构主要应用在数控机床、数控雕刻机、3D打印机、分拣系统和其他一些需要在高度上精确设定基准面的设备上面，用以实现高精度、高速度、高度自动化的Z轴高度精确定位控制。

附图说明

图1为本发明的并联传动结构自动调平机构的立体结构图。

图中涉及的零部件名称及标号如下：

并联支座1、散热风扇2、喷头固定座3、微动开关4、热端组件固定架5、弹性伸缩机构6、加热块7、喷头8、销轴9、长开口10。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，并联传动结构自动调平机构，包括并联支座1、喷头固定座3、加热块7、喷头8，并联支座1的上端与下端贯通，加热块7设置在并联支座1内，喷头8下部固定于加热块7的喷头安装孔内，且喷头8下端伸出加热块7的喷头安装孔，喷头8下端伸出加热块7的喷头安装孔3～5mm，喷头8上端与喷头固定座3固接，由加热块7、喷头8和喷头固定座3组成热端组件，所述的并联传动结构自动调平机构还包括微动开关4、弹性伸缩机构6、热端组件固定架5，热端组件固定架5上设有通孔，热端组件的喷头固定座3与热端组件固定架5的通孔固接，且热端组件的喷头固定座3上端穿出热端组件固定架5的通孔，热端组件固定架5的两个相对端的一端与并联支座1通过销轴9铰接，此处结构是：并联支座1上设有一长开口10，热端组件固定架5所述的一端设置在并联支座1的长开口10内；热端组件固定架5的一端与并联支座1的长开口10的两侧壁通过销轴9铰接；微动开关4与并联支座1固接，且微动开关4位于热端组件固定架5两个相对端的另一端正上方，微动开关4与热端组件固定架5之间设有间隙，热端组件固定架5所述的另一端前部通过弹性伸缩机构6与并联支座1底部相连。

优选的是：所述的微动开关4与热端组件固定架5之间的间隙为0.2mm。这样，通过喷头8向下移动碰触到工作平台(属于外部构件，图1中未表示)，从而使微动开关4触点碰触到热端组件固定架5，从而产生一个信号，通过控制系统计算该位置的高度值并记录，用同样的方法，计算工作平台上其余个点的高度值，从而实现作业工作头在Z轴高度的精确定位功能。

优选的是：所述的弹性伸缩机构6为弹簧。因弹簧结构简单，便于安装。

为了使整个机构具有较好的散热效果，所述的并联支座1的后侧壁上设有散热孔，散热孔处安装有散热风扇2。

本发明中的“并联”是指并联支座1上端有并联传动机构，用以实现整个机构的上下运动。

Claims (4)

1.一种并联传动结构自动调平机构，包括并联支座(1)、喷头固定座(3)、加热块(7)、喷头(8)，并联支座(1)的上端与下端贯通，加热块(7)设置在并联支座(1)内，喷头(8)下部固定于加热块(7)的喷头安装孔内，且喷头(8)下端伸出加热块(7)的喷头安装孔，喷头(8)上端与喷头固定座(3)固接，由加热块(7)、喷头(8)和喷头固定座(3)组成热端组件，其特征是：所述的并联传动结构自动调平机构还包括微动开关(4)、弹性伸缩机构(6)、热端组件固定架(5)，热端组件固定架(5)上设有通孔，热端组件的喷头固定座(3)与热端组件固定架(5)的通孔固接，且热端组件的喷头固定座(3)上端穿出热端组件固定架(5)的通孔，热端组件固定架(5)的两个相对端的一端与并联支座(1)铰接，微动开关(4)与并联支座(1)固接，且微动开关(4)位于热端组件固定架(5)两个相对端的另一端正上方，微动开关(4)与热端组件固定架(5)之间设有间隙，热端组件固定架(5)所述的另一端前部通过弹性伸缩机构(6)与并联支座(1)底部相连。

2.根据权利要求1所述的并联传动结构自动调平机构，其特征是：所述的微动开关(4)与热端组件固定架(5)之间的间隙为0.2mm。

3.根据权利要求1所述的并联传动结构自动调平机构，其特征是：所述的弹性伸缩机构(6)为弹簧。

4.根据权利要求1或2或3所述的并联传动结构自动调平机构，其特征是：所述的并联支座(1)的后侧壁上设有散热孔，散热孔处安装有散热风扇(2)。