CN104355065A - 一种高速直线驱动循环装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高速直线驱动循环装置及其控制方法，该装置包括至少一个治具载体、一对治具导轨及传动机构；一对治具导轨平行间隔设置，治具载体可滑动地安装在治具导轨上；传动机构包括第一至第六传动机构；第一、第二传动机构分别位于一对治具导轨的一侧，用于驱动治具载体沿平行于治具导轨的长度延伸方向进行直线移动；第三、第四传动机构分别位于治具导轨的两端，用于驱动治具载体沿垂直于治具导轨的长度延伸方向进行直线移动；第五、第六传动机构分别位于治具导轨的两端，用于将第三、第四传动机构上的治具载体推动至治具导轨上。该高速直线驱动循环装置能使治具载体高速且高精度地传送到相应的工位上，且各个治具之间具有较大的工位空间。

Description

一种高速直线驱动循环装置及其控制方法

技术领域

本发明属于机械工程技术领域，尤其涉及一种高速直线驱动循环装置及其控制方法。

背景技术

现有的电子产品加工载体装置主要是用于固定需要加工的配件，并使配件能够根据需要自动地在生产线上流动，以方便作业人员或机器对配件进行操作。电子产品加工载体装置主要分为两种，一种是分割器循环工作模块，另一种是皮带线循环工作模块。

分割器循环工作模块为转盘形式，通过调整转盘转动的角度来移动需要加工的配件，由于转盘的直径大小和转动的角度有限，直径太大时，不易操作，且容易使转盘产生抖动。其优点为：模块体积小、精度较高、速度较快；其缺点为：工位空间小，只适用于小体积小质量的产品生产，在使用的过程中具有局限性。使用皮带线循环工作模块传送需要生产的配件，其成本较低，但传送速度慢、精度低，无法达到生产所需要的高速和高精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高速直线驱动循环装置及其控制方法，旨在解决现有的循环工作模块工位空间小、传送精度低、速度低的问题。

本发明是这样实现的，一种高速直线驱动循环装置，包括至少一个治具载体，所述高速直线驱动循环装置还包括一对治具导轨及传动机构；

所述的一对治具导轨平行间隔设置，所述治具载体可相对滑动地安装在所述治具导轨上；

所述传动机构用于驱动所述治具载体沿四边形轨道进行直线循环移动，其包括第一至第六传动机构；所述第一、第二传动机构分别位于所述的一对治具导轨的一侧，用于驱动所述治具载体沿平行于所述治具导轨的长度延伸方向进行直线移动；所述第三、第四传动机构分别位于所述的治具导轨的两端，用于驱动所述治具载体沿垂直于所述治具导轨的长度延伸方向进行直线移动；所述第五、第六传动机构分别位于所述治具导轨的两端，用于将位于所述第三、第四传动机构上的治具载体推动至所述治具导轨上。

进一步地，所述第一、第二传动机构均包括滑动条及驱动装置，所述的两根滑动条分别平行设置于所述的一对治具导轨的一侧，所述驱动装置与相应的滑动条固定连接。

进一步地，所述滑动条上设有可对所述治具载体进行定位的第一定位结构；所述第一定位结构包括定位块及定位气缸，所述定位块及治具载体上分别设有可相互配合凹凸构造，所述定位气缸用于驱动所述定位块上下移动，使所述凹凸结构相互配合或解除配合。

进一步地，所述驱动机构包括电机、滚珠丝杆及滑块，所述电机与所述滚珠丝杆传动连接，所述滚珠丝杆的延伸方向与所述治具导轨的长度延伸方向相平行，所述滑块固定于所述的两根滑动条上，并且安装在相应的滚珠丝杆上。

进一步地，所述第三、第四传动机构均包括滑动板及驱动机构，所述的两块滑动板相互平行，并且分别位于所述治具导轨的两端，所述驱动机构与相应的滑动板固定连接。

进一步地，所述滑动板上设有可对所述治具载体进行定位的第二定位结构；所述第二定位结构包括定位块，所述定位块及治具载体上分别设有可相互配合的弹簧、钢珠和定位孔，所述弹簧位于所述钢珠下方，使所述钢珠上下移动而与所述定位孔相互配合或解除配合。

进一步地，所述驱动机构包括电机、滚珠丝杆及滑块，所述电机与所述滚珠丝杆传动连接，所述滚珠丝杆的延伸方向与所述治具导轨的长度延伸方向相垂直，所述滑块固定在所述的两块滑动板上，并且安装在相应的滚珠丝杆上。

进一步地，所述第五、第六传动机构均包括推动块、第一气缸及第二气缸，所述推动块用于将位于所述第三、第四传动机构上的治具载体推动至所述治具导轨上，所述第一气缸用于驱动所述推动块上下移动，所述第二气缸用于驱动所述推动块沿平行于所述治具导轨的长度延伸方向移动。

进一步地，所述推动块及治具载体上分别设有可相互配合凹凸构造，所述第一气缸驱动所述推动块上下移动时，使所述凹凸结构解除配合或相互配合。

本发明还提供一种如上任一所述高速直线驱动循环装置的控制方法，包括以下步骤：

运动控制模块接收到控制指令后，驱动所述第一、第二传动机构运动，从而带动治具载体在所述治具导轨上做间歇性的直线运动；

当运动控制模块检测到治具载体运动到所述第三、第四传动机构上时，所述运动控制模块发送垂直运动指令，使所述治具载体的运动方向垂直于所述治具导轨的长度延伸方向；

当运动控制模块检测到治具载体从第三、第四传动机构的一端运动到另一端时，所述运动控制模块控制所述第一、第二气缸分别动作，带动所述治具载体运动到所述治具导轨上。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：所述的高速直线驱动循环装置采用传动机构传送治具载体，能使治具载体高速且高精度地传送到相应的工位上；同时，治具导轨和传动机构相结合组成四边形的循环运动轨道，可以使各个治具之间具有较大的工位空间，方便机器或操作员对治具载体上的配件进行加工。

附图说明

图1是本发明高速直线驱动循环装置的整体结构示意图；

图2是本发明高速直线驱动循环装置另一个角度的整体结构示意图；

图3是图1中第一传动机构的结构示意图；

图4是图1中第三传动机构的结构示意图；

图5是图1中第五传动机构的结构示意图；

图6是图2中A部分的局部放大结构示意图；

图7是治具载体的反面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合图1至图6所示，一种高速直线驱动循环装置，包括至少一个治具载体300、一对治具导轨100及传动机构200。一对治具导轨100平行间隔设置，治具载体300可相对滑动地安装在治具导轨100上。治具导轨100包括第一治具导轨101和第二治具导轨102，第一、第二治具导轨101、102分别平行设置，且其中间具有一定的间距。传动机构200用于驱动治具载体300沿四边形轨道进行直线循环移动，传动机构200包括第一至第六传动机构201、202、203、204、205和206。第一、第二传动机构201、202分别位于第一、第二治具导轨101、102的一侧，用于驱动治具载体300沿平行于治具导轨100的长度延伸方向进行直线移动。第三、第四传动机构203、204分别位于治具导轨100的两端，用于驱动治具载体300沿垂直于治具导轨100的长度延伸方向进行直线移动。第五、第六传动机构205、206分别位于治具导轨100的两端，用于将位于第三、第四传动机构203、204上的治具载体300推动至治具导轨100上。

结合图3和图6所示，第一、第二传动机构201、202均包括滑动条2014及驱动装置，两根滑动条2014分别平行设置于一对治具导轨101、102的一侧，驱动装置与相应的滑动条2014固定连接。滑动条2014上设有可对治具载体300进行定位的第一定位结构501。第一定位结构501包括定位块5012及定位气缸5011，定位块5012及治具载体300上分别设有可相互配合凹凸构造3001，定位气缸5011用于驱动定位块5012上下移动，使凹凸结构3001相互配合或解除配合。具体地，治具载体300上可以设置凸块或凹槽，相应地，定位块5012上设置相吻合的凹槽或凸块。第一定位结构501除了采用上述的定位块5012和定位气缸5011相配合的结构外，还可以采用卡合、套合等方式进行定位。

第一、第二传动机构201、202的驱动机构均包括电机2011、滚珠丝杆2012及滑块2013，电机2011与滚珠丝杆2012传动连接，滚珠丝杆2012的延伸方向与治具导轨100的长度延伸方向相平行，滑块2013分别固定于两根滑动条2014上，并且安装在相应的滚珠丝杆2012上，滚珠丝杆2012通过螺纹与螺母配合连接，螺母与滑块2013相连接，电机2011转动时，带动连接在电机2011上的滚珠丝杆2012转动，滚珠丝杆2012带动与其相连的螺母运动，从而带动滑块2013做直线运动。图3为第一传动机构201的结构示意图，第二传动机构202的结构与第一传动机构201的结构相似。优选的，第一传动机构201和第二传动机构202的电机2011均采用伺服电机带动。使用伺服电机带动可以使治具导轨100上的治具载体300走动得较稳、需要走动的距离和停顿的位置控制得更加精确。

结合图4和图7所示，第三、第四传动机构203、204均包括滑动板2034及驱动机构，两块滑动板2034相互平行，并且分别位于治具导轨100的两端，驱动机构与相应的滑动板2034固定连接。滑动板2034上设有可对治具载体300进行定位的第二定位结构601。第二定位结构601包括定位块6011，定位块6011及治具载体300上分别设有可相互配合的弹簧(未在图中标示出来)、钢珠6012和定位孔6013，弹簧位于钢珠6012的下方，使钢珠6012上下移动而与定位孔6013相互配合或解除配合。具体地，可以在定位块6011的一个凹结构上设置孔，孔里固定有弹簧，钢珠6012与弹簧相连接，再在治具载体300的一个凹槽上设置与钢珠6012大小相吻合的定位孔6013。当弹簧弹起时，钢珠6012从孔里弹起刚好卡合在治具载体300上的定位孔6013内，从而使治具载体300固定在滑动板2034上。第二定位结构601还可以采用锁合、卡合等方式对治具载体300进行定位。

如图4所示，第三、第四传动机构203、204的驱动机构包括电机2031、滚珠丝杆2033及滑块2032，电机2031与滚珠丝杆2033传动连接，滚珠丝杆2033的延伸方向与治具导轨100的长度延伸方向相垂直，滑块2032固定在两块滑动板2034上，并且安装在相应的滚珠丝杆2033上，与滚珠丝杆2033通过螺纹配合连接。电机2031转动时，带动与电机2031相连接的滚珠丝杆2033转动，滚珠丝杆2033带动与其相连的滑块2032运动，从而带动滑动板2034做直线运动。电机2031与滚珠丝杆2033之间的连接可以采用不同的连接方式，其中的一种为电机2031与滚珠丝杆2033通过皮带轮传动连接。图4为第三传动机构203的结构示意图，第四传动机构204的结构与第三传动机构203的结构相似。

结合图1和图5所示，第五、第六传动机构205、206分别位于治具导轨100的两端，其均包括推动块2053、第一气缸2051及第二气缸2052，推动块2053用于将位于第三、第四传动机构203、204上的治具载体300推动至治具导轨100上，第一气缸2051用于驱动推动块2053上下移动，第二气缸2052用于驱动推动块2053沿平行于治具导轨100的长度延伸方向移动。具体地，推动块2053及治具载体300上分别设有可相互配合凹凸构造2054，第一气缸2501驱动推动块2053上下移动时，使凹凸结构2054解除配合或相互配合。例如，治具载体300上可以设置凸块或凹槽，相应地，推动块2053上设置相吻合的凹槽或凸块。图5为第五传动机构205的结构示意图，第六传动机构206的结构与第五传动机构205的结构相似。

上述各个实施例的高速直线驱动循环装置还包括运动控制模块(未在图中标示出来)，运动控制模块用于发送运动指令给传动机构200。

结合图1、图2所示，第一治具导轨101、第二治具导轨102、第一传动机构201、第二传动机构202、第三传动机构203、第四传动机构204、第五传动机构205和第六传动机构206组合成一个长四边形的运动轨道，治具载体300可以在其上做直线循环运动，根据需要第一治具导轨101、第二治具导轨102上可以放置若干个治具载体300，每个治具载体300上固定待加工的配件，待加工的配件可以在高速直线驱动循环装置上做直线循环运动，方便不同的机器对配件做不同的加工工序。具体地，第一、第二治具导轨101、102平行放置，第一、第二传动机构201、202分别位于第一、第二治具导轨101、102的一侧，第三、第四传动机构203、204垂直放置于第一治具导轨101或第二治具导轨102的两端，相应地，第五、第六传动机构205、206置于第二治具导轨102或第一治具导轨101的两端。治具载体300等间距地放置在一对治具导轨100上相对应的位置。当运动控制模块发出运动控制指令后，设置于第一、第二传动机构201、202中的滑动条2014上的所有定位块5012在定位气缸5011的控制下开始上升，定位块5012及治具载体300上的可相互配合凹凸构造3001相互配合在一起，将治具载体300进行固定。然后第一、第二传动机构201、202上的电机2011开始转动，电机2011转动带动与其相连接的滚珠丝杆2012转动，从而带动滑块2013和滑动条2014做直线运动。滑动条2014做直线运动时带动固定在其上的若干定位块5012一起运动，从而带动一对治具导轨100上所有的治具载体300运动，位于治具导轨100两端上的治具载体300将运动到第三、第四传动机构203、204上，治具载体300运动一个工位的距离后停止运动。然后，等待每个工位上相应的机器或操作人员对置于治具导轨上的治具载体300上的配件进行加工。与此同时，运动到第三、第四传动机构203、204上的治具载体300将随着第三、第四传动机构203、204从其一端运动到另一端，然后第五、第六传动机构205、206将治具载体300移动到另一边的治具导轨100上。加工完成后，治具导轨100上所有的治具载体300再一起向下一个工位方向移动一个工位的距离。治具载体300在治具导轨100上移动一个工位后，第一传动机构201和第二传动机构202立即返回原始位置。在第三传动机构203上的治具载体300向第五传动机构205移动，第四传动机构204上的治具载体300向第六传动机构206移动。当第五传动机构205、第六传动机构206将治具载体300移到治具导轨100上时，第三传动机构203和第四传动机构204返回原始位置准备下一次的工位转移。第五传动机构205和第六传动机构206分别将治具载体300从第三、第四传动机构203、204上带动到治具导轨100上后，第五传动机构205和第六传动机构206返回原始位置准备下一次的工位转移。高速直线驱动循环装置重复上述的动作，固定在治具载体300上的配件将做直线闭环移动，其移动的方向可以是顺时针方向，也可以是逆时针方向。

具体地以第三传动机构203和第五传动机构205为例进行说明，第三传动机构203上的治具载体300运动到第三传动机构203的滑动板2034上时，第二定位结构601将治具载体300固定在第三传动机构203上，电机2031带动滚珠丝杆2033运动，与滚珠丝杆2033相连接的滑动板2034将同时沿着滚珠丝杆2033的长度方向运动，从而将治具载体300从第三传动机构203的一端带动到另一端。与第三传动机构203相衔接的是第五传动机构205，第五传动机构205的第一气缸2051驱动推动块2053向下运动，推动块2053向下运动到一定距离时，凹凸结构2054将治具载体300与第五传动机构205固定在一起，然后第二气缸2052驱动推动块2053沿着第二治具导轨102的方向运动，从而将治具载体300带动到第二治具导轨102上，第一气缸2051缩回，使治具载体300与推动块2053之间的凹凸构造2054解除配合。该治具载体300即可按上述的运动过程在治具导轨100上运动。

一种高速直线驱动循环装置的控制方法，包括以下步骤：运动控制模块接收到控制指令后，驱动第一、第二传动机构201、202运动，从而带动治具载体300在相应的治具导轨100上做间歇性的直线运动；当运动控制模块检测到治具载体300运动到第三、第四传动机构203、204上时，运动控制模块发送垂直运动指令，使治具载体300的运动方向垂直于治具导轨100的长度延伸方向；当运动控制模块检测到治具载体300从第三、第四传动机构203、204的一端运动到另一端时，运动控制模块控制第一、第二气缸2051、2052分别动作，带动治具载体300移动到治具导轨100上。高速直线驱动循环装置上的治具载体300按照上述的运动步骤可以在治具导轨100上做直线循环运动。

所述的高速直线驱动循环装置可以使电子产品自动化生产，比如，手机、平板电脑、笔记本电脑里的各种配件、锂电池等。

本发明高速直线驱动循环装置采用传动机构200传送治具载体300，能使治具载体300高速且高精度地传送到相应的工位上进行加工；同时，治具导轨100和传动机构200相结合组成四边形的循环运动轨道，可以使各个治具之间具有较大的工位空间，方便机器或操作员对治具载体300上的配件进行加工和取放。治具载体300能固定不同的配件，根据需要也可以更换不同尺寸的治具载体，以满足对不同产品的生产要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速直线驱动循环装置，包括至少一个治具载体，其特征在于，所述高速直线驱动循环装置还包括一对治具导轨及传动机构；

所述的一对治具导轨平行间隔设置，所述治具载体可相对滑动地安装在所述治具导轨上；

所述传动机构用于驱动所述治具载体沿四边形轨道进行直线循环移动，其包括第一至第六传动机构；所述第一、第二传动机构分别位于所述的一对治具导轨的一侧，用于驱动所述治具载体沿平行于所述治具导轨的长度延伸方向进行直线移动；所述第三、第四传动机构分别位于所述的治具导轨的两端，用于驱动所述治具载体沿垂直于所述治具导轨的长度延伸方向进行直线移动；所述第五、第六传动机构分别位于所述治具导轨的两端，用于将位于所述第三、第四传动机构上的治具载体推动至所述治具导轨上。

2.如权利要求1所述的高速直线驱动循环装置，其特征在于，所述第一、第二传动机构均包括滑动条及驱动装置，所述的两根滑动条分别平行设置于所述的一对治具导轨的一侧，所述驱动装置与相应的滑动条固定连接。

3.如权利要求2所述的高速直线驱动循环装置，其特征在于，所述滑动条上设有可对所述治具载体进行定位的第一定位结构；所述第一定位结构包括定位块及定位气缸，所述定位块及治具载体上分别设有可相互配合凹凸构造，所述定位气缸用于驱动所述定位块上下移动，使所述凹凸结构相互配合或解除配合。

4.如权利要求2所述的高速直线驱动循环装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机、滚珠丝杆及滑块，所述电机与所述滚珠丝杆传动连接，所述滚珠丝杆的延伸方向与所述治具导轨的长度延伸方向相平行，所述滑块固定于所述的两根滑动条上，并且安装在相应的滚珠丝杆上。

5.如权利要求1所述的高速直线驱动循环装置，其特征在于，所述第三、第四传动机构均包括滑动板及驱动机构，所述的两块滑动板相互平行，并且分别位于所述治具导轨的两端，所述驱动机构与相应的滑动板固定连接。

6.如权利要求5所述的高速直线驱动循环装置，其特征在于，所述滑动板上设有可对所述治具载体进行定位的第二定位结构；所述第二定位结构包括定位块，所述定位块及治具载体上分别设有可相互配合的弹簧、钢珠和定位孔，所述弹簧位于所述钢珠下方，使所述钢珠上下移动而与所述定位孔相互配合或解除配合。

7.如权利要求5所述的高速直线驱动循环装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机、滚珠丝杆及滑块，所述电机与所述滚珠丝杆传动连接，所述滚珠丝杆的延伸方向与所述治具导轨的长度延伸方向相垂直，所述滑块固定在所述的两块滑动板上，并且安装在相应的滚珠丝杆上。

8.如权利要求1所述的高速直线驱动循环装置，其特征在于，所述第五、第六传动机构均包括推动块、第一气缸及第二气缸，所述推动块用于将位于所述第三、第四传动机构上的治具载体推动至所述治具导轨上，所述第一气缸用于驱动所述推动块上下移动，所述第二气缸用于驱动所述推动块沿平行于所述治具导轨的长度延伸方向移动。

9.如权利要求8所述的高速直线驱动循环装置，其特征在于，所述推动块及治具载体上分别设有可相互配合凹凸构造，所述第一气缸驱动所述推动块上下移动时，使所述凹凸结构解除配合或相互配合。

10.一种如权利要求1至9中任意一项所述的高速直线驱动循环装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

运动控制模块接收到控制指令后，驱动所述第一、第二传动机构运动，从而带动治具载体在所述治具导轨上做间歇性的直线运动；

当运动控制模块检测到治具载体运动到所述第三、第四传动机构上时，所述运动控制模块发送垂直运动指令，使所述治具载体的运动方向垂直于所述治具导轨的长度延伸方向；

当运动控制模块检测到治具载体从第三、第四传动机构的一端运动到另一端时，所述运动控制模块控制所述第一、第二气缸分别动作，带动所述治具载体运动到所述治具导轨上。