CN105364919B - 一种直线运动模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直线运动模组，解决现有直线运动模组采用丝杠加直线导轨方式在安装使用过程中出现组装、调试要求高，并出现卡壳现象的问题，包括丝杆、与丝杆配合的滑台组件，相对滑台组件运动的双排直线导轨，其特征是所述的滑台组件中设有丝杆—直线导轨之间的平行度自动调节装置，当丝杆中心与直线导轨运动轨迹发生偏差时，由平行度自动调节装置调整与两直线导轨间的距离。可相对降低相关零件的加工精度要求，以及装配和调试的精度要求，而不影响整体装置的运动精度。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动化装备技术，尤其是一种直线运动模组。
背景技术
由多个直线运动模组组成的多轴运动系统被称为直角坐标系机械手。机械手通常由两个或三个相互垂直的直线运动模组组成，在一些环境下还会增加一个或多个旋转运动模组。直线运动模组目前公开的、应用的主要有以下这些形式，如专利公告号为CN204186895U提供的一种直线运动模组，包括底座、传动带、主动带轮、从动带轮、滑块、直线轴承和光轴，底座为两端和上端均开口长方体壳体，主动带轮与从动带轮容置于底座内并通过所述传动带连接，传动带的传动方向与底座的长度方向平行，滑块设置在所述底座上方且与传动带固定连接，直线轴承容置于底座内且与滑块固定连接，直线轴承滑动设置在光轴上，光轴容置于底座内且沿底座的长度方向设置。又如专利公告号为CNCN203863677U涉及的一种直线运动模组，包括骨架、伺服电机、固定端轴承座、联轴器、滑台、螺母、丝杆、支撑端轴承座、导轨；骨架包括侧板和底板，侧板位于底板的两侧；底板上固连有固定端轴承座、支撑端轴承座、导轨；丝杆的一端活动连接于固定端轴承座，另一端活动连接于支撑端轴承座；滑台固连于螺母；伺服电机固连于固定端轴承座，伺服电机的输出轴固连于丝杆的一端。现有技术中，垂直方向的直线运动模组通常使用的都是以上丝杠加直线导轨的模式，采用这种模式时，为了保证运动模组在工作时运行顺畅，丝杠和两根直线导轨的平行度必须保证在较小的偏差内，这对零件的加工以及运动模组的装配和调试提出了较高的要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有直线运动模组采用丝杠加直线导轨方式在安装使用过程中出现组装、调试要求高，并出现卡壳现象的问题，提供一种结构合理，在丝杠和直线导轨之间通过一种平行度自动调节装置来解决其偏差问题的直线运动模组。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种直线运动模组，包括丝杆、与丝杆配合的滑台组件，相对滑台组件运动的双排直线导轨，其特征是所述的滑台组件中设有丝杆—直线导轨之间的平行度自动调节装置，当丝杆中心与直线导轨运动轨迹发生偏差时，由平行度自动调节装置调整与两直线导轨间的距离。本技术方案针对目前常用的机械式直线运动模组，其丝杆运动和直线导轨运动时两者之间产生的平行度偏差进行连接件结构上的设计，即在丝杆和直线导轨之间设置平行度自动调节装置，该装置位于滑台组件之中，通过球面铰接的关节式结构使丝杆和直线导轨之间部位自行进行偏差矫正，来实现运行中的部件间挤压阻力增大所造成的卡壳现象。由于在平行导轨运动中，其主体导向面具体一定的工作长度，在偏差点位的这些微偏差由自动调节装置内部消耗，而不会造成整体装置的运动偏差。
作为优选，平行度自动调节装置包括关节轴承，关节轴承包括轴承外圈和轴承内圈；其中轴承外圈的轴线与丝杆中心线同轴；轴承内圈与安装在滑台组件中的定位销同轴设置。通过并节轴承和定位销之间的相互作用，消除丝杆中心线与直线导轨运动轨迹之间的运动偏差。
作为优选，所述的丝杆上设有丝杆螺母，轴承外圈与丝杆螺母固定连接；轴承内圈与定位销连接。本方案采用丝杆螺母与轴承外圈连接、轴承内圈与定位销配合的简捷结构方式实现目标中的运动偏差。
作为优选，所述的丝杆螺母和定位销之间通过螺母连接块联接，螺母连接块固定在丝杆螺母上。螺母连接块中设有沉孔，沉孔内为铰接接体容置空间，这种结构更方便实现定位销与丝杆之间的连接关系。
作为优选，所述的丝杆两端分别设有顶板和模组底板，在丝杆和模组底板连接部位设有推力球轴承。本方案通过顶板、模组底板等一系列部件实现一个完整的产品。
作为优选，所述的丝杆朝模组底板的一端通过联轴器与电机联接。通过联轴器达到缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。
作为优选，所述的滑台组件还包括滑台，定位销的一端固定在滑台中，滑台的两边分别设有与直线导轨配合的滑块。本方案利用常规技术中的滑块结构作为消取除丝杆中心线与直线导轨运动轨迹之间的运动偏差介体，无需另外设计特殊元件，达到通用性好的目的。
作为优选，所述的双排直线导轨的一端设有调节背板，调节背板与直线导轨之间设有微调节装置。通过微调节装置进行微调整双排直线导轨之间距离，使本方案再添一种调节方式达到最佳精度状态。
作为优选，所述的微调节装置包括位于直线导轨和调节背板之间的调节板和侧板，其中，侧板固定在双排直线导轨内侧，调节背板两端分别设有调节板，且调节板和侧板通过调节螺栓关联。
作为优选，所述的调节板上设有两个与侧板相对应的调节螺孔，侧板上设有两个与调节板对应的侧板通孔，且在两个侧板通孔之间设有顶出螺孔。结构简单，操作方便。
本发明的有效效果是：通过微调节装置对两条直线导轨间距进行微调，以保证两直线导轨的平行度，确保滑台滑动时不会卡死，降低相关零件的加工精度要求；通过平行度自动调节装置，当丝杆和直线导轨的平行度存在较小偏差时也不会在滑台滑动过程中出现卡死现象，以降低装配和调试的要求。
附图说明
图1是本发明的一种工作原理示意图。
图2是本发明的一种结构示意图。
图3是本发明的丝杆与滑台组件连接部分结构示意图。
图4是本发明的一种调节背板部位结构示意图。
图中：1. 顶板，2. 丝杆，3. 调节板，301. 调节螺孔，4. 调节背板，5. 侧板，501.侧板通孔，502. 顶出螺孔，6. 直线导轨，7. 滑块，8. 滑台组件，801. 丝杆螺母，802. 螺母连接块，803. 关节轴承，8031. 轴承外圈，8032. 轴承内圈，804. 滑台，805. 定位销，9.推力球轴承，10. 模组底板，11. 并紧螺母，12. 电机安装侧板，13. 联轴器，14. 电机安装底板，15. 电机。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
本实施例一种直线运动模组，其设计出发点如图1所示，在模组中的滑台组件内设计丝杆和直线导轨之间的平行度自动调节装置，这种装置当丝杆中心线与随动的直线导轨运动轨迹发生偏差时，由平行度自动调节装置来调整两直线导轨间的距离，达到自行修正微量偏差的目的。
具体实施例结构如图2所示，以电机15-联轴器13-丝杆2为动力主线，在丝杆2两边分别设置直线导轨6。丝杆2前端设置顶板1，朝电机15方向一端由模组底板10定位；模组底板10与电机15之间设有由两件电机安装侧板12和一件电机安装底板14组成的容置空间，该容置空间内装有联轴器13；联轴器13与模组底板10之间设有并紧螺母11，并紧螺母11能够向模组底板10的方向并紧，防止丝杆2在轴向窜动。另外，并紧螺母11与模组底板10之间以及丝杆2与模组底板10之间分别安装一个推力球轴承9，以保证在丝杆2转动过程中以上三个部件不发生磨损。
直线导轨6部位的框架结构设置两块侧板5，两块侧板5的前端安装在顶板1两侧，两块侧板5的另一端与模组底板10固定；两条直线导轨6安装在侧板5上。滑台组件8联接在丝杆2和直线导轨6之间。
平行度自动调节装置主要由滑台组件8完成，设四块滑块7安装在滑台组件8两边与直线导轨6以及侧板5配合，滑台组件8能够沿着直线导轨6运动。滑台组件8包括一个关节轴承803，关节轴承803由轴承外圈8031和轴承内圈8032组成，其中轴承外圈8031的轴线与丝杆2中心线同轴，即轴承外圈8031与丝杆螺母801固定连接；轴承内圈8032与安装在滑台组件8中的定位销805同轴设置，即轴承内圈8032与定位销805连接，如图3所示。进一步，把关节轴承803设置在螺母连接块802中，螺母连接块802与丝杆螺母801固定，也就是轴承内圈8032与螺母连接块802也相对固定。定位销805的一端固定在滑台804中，滑台804安装在滑块7上。
在上述的直线导轨6部位的框架结构中，在顶板1的一端还设有调节背板4，调节背板4两端安装在侧板5上；并把两块调节板3安装在调节背板4两端内侧上。由侧板5和调节板3构成调节背板与直线导轨6之间的微调节装置。
具体地，侧板5固定在双排直线导轨6内侧，调节板3和侧板5通过调节螺栓进行关联。进一步，调节板3上设两个与侧板5相对应的调节螺孔301，参见图4，侧板5上设有两个与调节板3对应的侧板通孔501，该通孔穿过直线导轨6，并且在两个侧板通孔501之间设置顶出螺孔502。工作时，侧板通孔501和调节螺孔301中设置调节螺栓，通过拧紧调节螺丝可以减小侧板5与调节板3间的距离，反之则增大间距；另设置顶紧螺栓穿过侧板5上的顶出螺孔502顶在调节板3上，当拧紧顶出螺栓时可以增大侧板5与调节板3间距并可锁紧。
本方案通过平行度自动调节装置和微调节装置两种方式对两支直线导轨6的间距进行调节，确保滑台滑动工作时不会卡死。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围，任何对本发明的简单变换后的结构、方法均属于其保护范围。
Claims (9)
1.一种直线运动模组，包括丝杆（2）、与丝杆配合的滑台组件（8），相对滑台组件运动的双排直线导轨（6），其特征是所述的滑台组件中设有丝杆—直线导轨之间的平行度自动调节装置，当丝杆中心与直线导轨运动轨迹发生偏差时，由平行度自动调节装置调整两直线导轨间的距离；所述的平行度自动调节装置包括关节轴承（803），关节轴承包括轴承外圈（8031）和轴承内圈（8032）；其中轴承外圈的轴线与丝杆（2）中心线同轴；轴承内圈与安装在滑台组件中的定位销（805）同轴设置。
2.根据权利要求1所述的一种直线运动模组，其特征在于所述的丝杆（2）上设有丝杆螺母（801），轴承外圈（8031）与丝杆螺母固定连接；轴承内圈（8032）与定位销（805）连接。
3.根据权利要求2所述的一种直线运动模组，其特征在于所述的丝杆螺母（801）和定位销（805）之间通过螺母连接块（802）联接，螺母连接块固定在丝杆螺母上。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种直线运动模组，其特征在于所述的丝杆（2）两端分别设有顶板（1）和模组底板（10），在丝杆和模组底板连接部位设有推力球轴承（9）。
5.根据权利要求4所述的一种直线运动模组，其特征在于所述的丝杆（2）朝模组底板（10）的一端通过联轴器（13）与电机（15）联接。
6.根据权利要求1或2所述的一种直线运动模组，其特征在于所述的滑台组件（8）还包括滑台（804），定位销（805）的一端固定在滑台中，滑台的两边分别设有与直线导轨（6）配合的滑块（7）。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种直线运动模组，其特征在于所述的双排直线导轨（6）的一端设有调节背板（4），调节背板与直线导轨之间设有微调节装置。
8.根据权利要求7所述的一种直线运动模组，其特征在于微调节装置包括位于直线导轨（6）和调节背板（4）之间的调节板（3）和侧板（5），其中，侧板固定在双排直线导轨内侧，调节背板两端分别设有调节板，且调节板和侧板通过调节螺栓关联。
9.根据权利要求8所述的一种直线运动模组，其特征在于所述的调节板（3）上设有两个与侧板（5）相对应的调节螺孔（301），侧板上设有两个与调节板对应的侧板通孔（501），且在两个侧板通孔之间设有顶出螺孔（502）。
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