CN106246844B - 光栅刻划机及其螺母减重装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺母减重装置，用于对连接有工作台的螺母在丝杠上直线运动时进行减重，包括支架、导轨和滑车机构以及驱动装置和减重组件，其中，滑车机构能够沿导轨作直线运动，连接有螺母的减重组件与滑车机构连接，螺母在丝杠上运动时，在驱动装置和工作台的作用下使得滑车机构随螺母的运动同步运动，即实现螺母减重组件随螺母的随动，避免出现减重组件倾斜而对螺母和丝杠造成的磨损，延长了使用寿命。本发明还公开了一种具有上述螺母减重装置的光栅刻划机。

Description

光栅刻划机及其螺母减重装置

技术领域

本发明涉及光栅技术领域，具体的说，是涉及一种光栅刻划机及其螺母减重装置。

背景技术

丝杠螺母装置是光栅刻划机关键部件，该装置的精度决定了光栅刻划机分度系统的精度，被称为光栅刻划机的“心脏”。螺母减重装置是为了减小螺母的重量、调节螺母对丝杠的封闭力，进而减小运动时的振动、摩擦、磨损，提高丝杠螺母的精度和运动的平稳性。

现有技术中，由于光栅刻划机所刻划的光栅宽度窄，螺母的行程短，螺母减重装置结构简单，即螺母减重装置中减重弹簧秤一头与螺母连接另一头固定于螺母行程中间位置的正上方。但是，由于弹簧秤的固定使得不具有随动性。在实际中，当刻划光栅的宽度宽达400mm以上时，螺母的行程长，现有的不具有随动性的螺母减重装置，减重弹簧秤变化量大，并且有较大的沿着丝杠方向随行程变化的力，使得丝杠加速磨损而且不同位置磨损程度不同，进而影响丝杠和刻划机分度系统的精度，不利于高精度大面积衍射光栅的研制。

因此，如何提供一种螺母减重装置，以降低磨损，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种螺母减重装置，以降低磨损。本发明还提供了一种具有上述螺母减重装置的光栅刻划机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种螺母减重装置，用于对连接有工作台的螺母在丝杠上运动时进行减重，其包括：

支架；

安装在所述支架上的导轨；

沿所述导轨运动的滑车机构；

与所述滑车机构连接，并在所述螺母在所述丝杠上运动时使所述滑车机构同步移动的驱动装置；

与所述滑车机构连接的减重组件，所述减重组件与所述螺母连接。

优选地，上述的螺母减重装置中，所述导轨的延伸方向平行于所述丝杠的轴线方向，并且所述导轨位于所述丝杠重力方向的上方。

优选地，上述的螺母减重装置中，所述驱动装置包括：

一端与所述工作台连接的传动绳，所述传动绳的另一端具有配重块，所述配重块的重力大于所述滑车机构在所述导轨上滑动的摩擦力，所述传动绳与所述滑车机构连接；

供所述传动绳绕设的导向滑轮。

优选地，上述的螺母减重装置中，所述减重组件包括：

机架；

一端与所述机架连接，另一端与所述螺母连接的柔性件；

与所述螺母连接的弹簧秤，所述弹簧秤的另一端与所述滑车机构连接。

优选地，上述的螺母减重装置中，所述柔性件包括第一柔性件和第二柔性件，所述螺母包括组合成套设在所述丝杠上的上螺母和下螺母，其中，

所述第一柔性件一端与所述下螺母连接，另一端与所述机架中的上支杆连接；

所述第二柔性件一端与所述上螺母连接，另一端与所述机架中的下支杆连接。

优选地，上述的螺母减重装置中，所述弹簧秤包括第一弹簧秤和第二弹簧秤，其中，

所述第一弹簧秤的一端与所述上螺母连接，另一端与所述第二弹簧秤连接，所述第二弹簧秤与所述滑车机构连接，所述第一弹簧秤通过所述第一限位杆架设在所述下支杆上，所述第二弹簧秤通过所述第二限位杆架设在所述上支杆上。

优选地，上述的螺母减重装置中，所述上螺母和所述下螺母通过调整螺钉连接，并且所述调整螺钉上套设有压簧，所述压簧一端通过压簧盖和所述调整螺钉与所述下螺母相抵，另一端与所述上螺母相抵。

优选地，上述的螺母减重装置中，所述第一柔性件和所述第二柔性件均为弹簧片。

优选地，上述的螺母减重装置中，所述滑车机构与所述减重组件通过连接绳连接。

一种光栅刻划机，包括所述工作台和螺母减重装置，其中，所述螺母减重装置为上述任一项所述的螺母减重装置。

经由上述的技术方案可知，本发明公开了一种螺母减重装置，用于对连接有工作台的螺母在丝杠上的运动进行减重，包括支架、导轨和滑车机构以及驱动装置和减重组件，其中，滑车机构能够在导轨运动，连接有螺母的减重组件与滑车机构连接，螺母在丝杠上运动时，在驱动装置和工作台的作用下使得滑车机构随螺母的运动同步运动，即实现螺母减重组件随螺母的随动，避免出现减重组件倾斜而对螺母和丝杠造成的磨损，延长了使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的光栅刻划机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的螺母减重装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的减重组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的螺母的安装结构示意图；

图5为本发明实施例提供的导轨和滑车机构局部仰视图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种螺母减重装置，以降低磨损。本发明的另一核心是提供一种具有上述螺母减重装置的光栅刻划机。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图5所示，本发明公开了一种螺母减重装置，用于对连接有工作台6的螺母在丝杠5上运动时进行减重，包括支架3、导轨209和滑车机构210以及驱动装置和减重组件，其中，滑车机构210能够在导轨209上运动，连接有螺母的减重组件与滑车机构210连接，螺母在丝杠5上运动时，在驱动装置和工作台的作用下使得滑车机构210随螺母的运动同步运动，即实现螺母减重组件随螺母的随动，避免出现减重组件倾斜而对螺母和丝杠5造成的磨损，延长了使用寿命。

具体的实施例中，上述的导轨209的延伸方向平行于丝杠5的轴线方向，通过将导轨209的延伸方向与丝杠5的轴线平行，以进一步降低在减重组件对螺母带来的倾斜问题，降低了螺母与丝杠5之间的磨损。更进一步的将导轨209设置在丝杠5重力方向的上方，即在竖直平面内，导轨209位于丝杠的上面，以保证导轨209对螺母减重并避免出现其他方向对螺母施加的力。采用上述的设置方式可进可能的降低螺母的倾斜问题，降低螺母与丝杠5的磨损。

在一具体实施例中，驱动装置包括传动绳207和导向滑轮206，其中，传动绳207的一端与工作台6连接，具体的，工作台6与螺母相连，即螺母在丝杠运动时，工作台6与螺母同步运动，因此，将传动绳207的一端与工作台6连接时，螺母运动会带动工作台6运动，而工作台6会带动传动绳207动，传动绳207与滑车机构210相连，因此，滑车机构210会随动。在实际中，当螺母的运动方向相反时，为了保证滑车机构210能够主动，因此，在传动绳207的另一端设置了配重块213，并且该配重块213的重力大于滑车机构210在导轨209上运动的摩擦力。工作时，当工作台运动，在配重块213的重力下，带动滑车机构210随减重组件同步运动。通过描述可知，上述的驱动装置不管工作台的运动方向是哪个都可以实现滑车机构210带动减重组件同步随动。具体的，上述的配重块213为铅锤，对于铅锤的重量可根据不同的需要进行设置，只需要保证铅锤的重力大于滑车机构210运动的摩擦力，并同时保证传动绳207的强度。为了对传动绳207进行支撑并且实现传动绳207的方向的导向，设置了导向滑轮。对于导向滑轮的个数和安装位置可根据不同的需要进行设定，且均在保护范围内。对于导向滑轮均通过滑轮座进行安装。

具体地，包括第一转接座201、第一滑轮座202、第二滑轮座203、第三滑轮座204、第四滑轮座205、导向滑轮206、传动绳207、导轨209、滑车机构210、第一轴承套211、第二轴承套212、铅锤213和限位条(214)；第一转接座201固定于工作台6上；传动绳207一头与第一转接座201连接，另一头与滑车机构210连接；第一滑轮座202固定于丝杠V型轴承上，第二滑轮座203、第三滑轮座204和第三滑轮座205均固定于支架3上，其中第二滑轮座203和第三滑轮座204还起着对滑车机构210前后限位的作用；导向滑轮206有四个，分别固定于第一滑轮座202、第二滑轮座203、第三滑轮座204和第四滑轮座205上；导轨有两个，固定于支架上3，其中一个导轨工作面为V型面，另外一个导轨工作面为平面；第一轴承套211安装于沿平面导轨面运动的两个滑车机构210的轴承上，第二轴承套212安装于沿V型导轨面运动的两个滑车机构210的轴承上，其中，第一轴承套211的个数和第二轴承套212的个数均为两个，并且第一轴承套211的尺寸和第二轴承套212的尺寸不同；限位条214有两个，固定于滑车机构210上，起着对滑车机构210左右限位的作用。

进一步的实施例中公开了一种减重组件的结构，具体包括机架、柔性件和弹簧秤，其中，柔性件一端与机架连接，另一端与螺母连接，设置的柔性件对螺母进行连接，以增大减重机构与螺母的接触面积，提高螺母的稳定性。具体地，螺母的两个端面均通过柔性件连接，对于柔性件的个数与螺母的连接点以及连接点的个数可根据实际需要进行设定。为了实现减重，设置了与螺母连接的弹簧秤，弹簧秤的一端与滑车机构连接，即通过弹簧秤的弹性变形，对螺母实现提拉，从而减小螺母施加给丝杠的重力，从而达到减重的目的。

更进一步的实施例中，螺母包括上螺母102和下螺母101，上螺母102和下螺母101配合后形成套设在丝杠5上的螺母，而柔性件设置为包括第一柔性件104和第二柔性件103，其中，第一柔性件104一端与下螺母101连接，而另一端与机架中的上支杆连接；第二柔性件103一端与上螺母102连接，另一端与机架中的下支杆连接。对于螺母的结构为两个部分组合而成的结构，本申请中采用了分部分进行连接，即对上螺母102和下螺母101单独与减重组件连接。

优选的，弹簧秤包括第一弹簧秤114和第二弹簧秤107，其中，第一弹簧秤114的一端与上螺母102连接，另一端与第二弹簧秤107连接，而第二弹簧秤107与滑车机构210连接，第一弹簧秤114通过第一限位杆105架设在下支杆上，而第二弹簧秤107通过第二限位杆106架设在上支杆上。第一弹簧秤114连接上螺母102对上螺母102进行提拉，同时为了防止第一弹簧秤114与上螺母102发生碰撞，并对第一弹簧秤114的位置进行限位，在下支杆上设置了第一限位杆105。在实际中也可直接让第一弹簧秤114与第一限位杆105连接，由于第一限位杆105与下支杆连接，而下支杆通过第二柔性件103与上螺母102连接。而第二弹簧秤107一端与第一弹簧秤114连接，另一端与滑车机构210连接，具体地，可将第一弹簧秤114和第二弹簧秤107通过第二限位杆106连接，第一弹簧秤114悬挂在第二限位杆106上，第二弹簧秤107与第二限位杆106连接，由于第二限位杆106与第二支架连接，而第二支架通过第一柔性件104与下螺母101连接，因此，第二弹簧秤107提拉上螺母102和下螺母101。

由于上螺母102和下螺母101为分体结构，为了实现上螺母102和下螺母101的配合组成套设在丝杠5上的螺母，因此，设置了用于连接上螺母102和下螺母101的调整螺钉111，具体地，下螺母101具有螺纹孔，并能够通过调整螺钉111连接。为了调节上螺母102和下螺母101连接的紧密度，在调整螺钉111上套设了压簧112，并且压簧112一端通过压簧盖113和调整螺钉111与上螺母102相抵，另一端与下螺母101相抵。一具体实施例中，在上螺母102上开设了安装槽，将压簧112放置在安装槽内，当调整螺钉111转动时，通过挤压压簧112压紧上螺母102和下螺母101，使两者之间的缝隙变小，当旋松调整螺钉111时，压簧112的压力变小，从而可使上螺母102和下螺母101之间的缝隙变大。压簧112、压簧盖113和调整螺栓111各有四个，调整螺栓111压在压盖112上并与下螺母101连接，压簧112安装于上螺母102中，一头抵住上螺母102，另一头抵住压盖112；通过调整螺栓111调节压簧112的压缩量，能够调节上螺母102和下螺母101的封闭力。采用单独减重、压簧封闭的方式，即上螺母102和下螺母101单独减重，通过调节4个压簧112的压缩量来实现螺母对丝杠的封闭力调节。

优选地，上述实施例中公开的第一柔性件104和第二柔性件103均为弹簧片。对于第一柔性件104和第二柔性件103还可为其他具有柔性和弹性的结构。

滑车机构210与减重组件通过连接绳110连接，具体地，连接绳110一端与滑车机构210连接，另一端与第二弹簧秤107连接。第一弹簧片和第二弹簧片各有四个，第二调整机构109安装于滑车机构210上，并与连接绳110连接，用于调整下螺母101的减重力和封闭力；第一调整机构108安装于上支杆上，用于调整上螺母102的减重力和封闭力。

连接绳110为钢丝绳；传动绳207为尼龙线；第一轴承套211和第二轴承套212材料为尼龙；弹簧秤为数显弹簧秤。

此外，本申请还公开了一种光栅刻划机，其包括工作台6和螺母减重装置，并且该螺母减重装置为如上述实施例中公开的螺母减重装置，因此，具有该螺母减重装置的光栅刻划机也具有上述所有的技术效果，在此不再一一赘述。

光栅刻划机分度系统还包括蜗杆蜗轮机构4和导轨机构7；分度电机的旋转运动通过蜗轮蜗杆机构4、丝杠螺母机构转化为工作台6在导轨机构7上的直线运动。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种螺母减重装置，用于对连接有工作台(6)的螺母在丝杠(5)上运动时进行减重，其特征在于，包括：

支架(3)；

安装在所述支架(3)上的导轨(209)，所述导轨(209)的延伸方向平行于所述丝杠(5)的轴线方向，并且所述导轨(209)位于所述丝杠(5)重力方向的上方；

沿所述导轨(209)运动的滑车机构(210)；

与所述滑车机构(210)连接，并在所述螺母在所述丝杠上运动时使所述滑车机构(210)同步移动的驱动装置，所述驱动装置包括传动绳(207)和供所述传动绳(207)绕设的导向滑轮(206)，所述传动绳(207)的一端与所述工作台(6)连接，另一端具有配重块(213)，所述配重块(213)的重力大于所述滑车机构(210)在所述导轨(209)上滑动的摩擦力，所述传动绳(207)与所述滑车机构(210)连接；

与所述滑车机构(210)连接的减重组件，所述减重组件与所述螺母连接。

2.根据权利要求1所述的螺母减重装置，其特征在于，所述减重组件包括：

机架；

一端与所述机架连接，另一端与所述螺母连接的柔性件；

与所述螺母连接的弹簧秤，所述弹簧秤的另一端与所述滑车机构(210)连接。

3.根据权利要求2所述的螺母减重装置，其特征在于，所述柔性件包括第一柔性件(104)和第二柔性件(103)，所述螺母包括组合成套设在所述丝杠上的上螺母(102)和下螺母(101)，其中，

所述第一柔性件(104)一端与所述下螺母(101)连接，另一端与所述机架中的上支杆连接；

所述第二柔性件(103)一端与所述上螺母(102)连接，另一端与所述机架中的下支杆连接。

4.根据权利要求3所述的螺母减重装置，其特征在于，所述弹簧秤包括第一弹簧秤(114)和第二弹簧秤(107)，其中，

所述第一弹簧秤(114)的一端与所述上螺母(102)连接，另一端与所述第二弹簧秤(107)连接，所述第二弹簧秤(107)与所述滑车机构(210)连接，所述第一弹簧秤(114)通过第一限位杆(105)架设在所述下支杆上，所述第二弹簧秤(107)通过第二限位杆(106)架设在所述上支杆上。

5.根据权利要求3所述的螺母减重装置，其特征在于，所述上螺母(102)和所述下螺母(101)通过调整螺钉(111)连接，并且所述调整螺钉(111)上套设有压簧(112)，所述压簧(112)一端通过压簧盖(113)和所述调整螺钉(111)与所述下螺母(101)相抵，另一端与所述上螺母(102)相抵。

6.根据权利要求3所述的螺母减重装置，其特征在于，所述第一柔性件(104)和所述第二柔性件(103)均为弹簧片。

7.根据权利要求1-6任一项所述的螺母减重装置，其特征在于，所述滑车机构(210)与所述减重组件通过连接绳(110)连接。

8.一种光栅刻划机，包括所述工作台和螺母减重装置，其特征在于，所述螺母减重装置为如权利要求1-7任一项所述的螺母减重装置。