CN107322318B - 一种防卡死的z轴平衡装置 - Google Patents

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Abstract

本发明防卡死的Z轴平衡装置，包括Z轴移动模块、两个平行设置的无杆气缸缸体、安装在所述无杆气缸缸体上的无杆气缸滑块、与所述无杆气缸滑块连接的滑槽件、与所述Z轴移动模块连接的固定件，所述固定件连接有滑柱，所述滑槽件设有滑槽，所述滑柱位于所述滑槽内并沿X轴方向滑动，所述滑柱与所述滑槽在Z轴方向存在间隙，所述固定件与所述滑槽件在Y轴方向存在间隙。本发明可以降低安装部件加工的精度，降低安装时气缸的同轴度，降低气缸与滑轨之间的平行度的要求，具有防卡死的功能。

Description

一种防卡死的Z轴平衡装置
技术领域
本发明涉及自动化设备领域，具体是一种防卡死的Z轴平衡装置。
背景技术
随着经济和科技的发展，在工业生产中自动化设备的运用越来越广泛，在直线电机直接驱动的技术中，在实际使用发现因气缸的上下安装板的加工精度限制、单支气缸与上下安装板安装时不同轴以及左右气缸的之间不平行和与导轨之间的不平行，轻者导致滑块在滑轨不同位置受到的摩擦力不相同并且变化很大，加大控制难度，同时也会增大Z轴上的运动单元的运动时的直线度、俯仰角等几何误差，对于高精度运动过程中有轨迹精度要求的设备，产生严重的影响；重者因气缸与导轨不平行、和气缸与上下安装块不同轴的导致整个运动卡顿和卡死的现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种防卡死的Z轴平衡装置。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：
一种防卡死的Z轴平衡装置，包括Z轴移动模块、两个平行设置的无杆气缸缸体、安装在所述无杆气缸缸体上的无杆气缸滑块、与所述无杆气缸滑块连接的滑槽件、与所述Z轴移动模块连接的固定件，所述固定件连接有滑柱，所述滑槽件设有滑槽，所述滑柱位于所述滑槽内并沿X轴方向滑动，所述滑柱与所述滑槽在Z轴方向存在间隙，所述固定件与所述滑槽件在Y轴方向存在间隙。
进一步的，所述防卡死的Z轴平衡装置还包括驱动Z轴移动模块的直线电机模块。
进一步的，所述防卡死的Z轴平衡装置还包括滑轨，所述滑轨卡合有滑块，所述滑块与Z轴移动模块连接。
进一步的，所述固定件设有用于安装所述滑柱的固定槽。
进一步的，所述滑柱通过螺栓与所述固定件固定。
进一步的，所述滑柱的材质为铜。
进一步的，所述滑槽采用渗碳工艺制成。
与现有技术相比，本发明防卡死的Z轴平衡装置的有益效果是：可以降低安装部件加工的精度，降低安装时气缸的同轴度，降低气缸与滑轨之间的平行度的要求，具有防卡死的功能。
附图说明
图1是防卡死的Z轴平衡装置的结构示意图。
图2是图1的另一角度示意图。
图3是图1的另一角度示意图。
图4是图3的局部放大图。
具体实施方式
请参阅图1至图4，一种防卡死的Z轴平衡装置，包括直线电机模块3、由直线电机模块3驱动的Z轴移动模块4、与Z轴移动模块4连接的滑块51、与滑块51卡合的滑轨5。滑轨5有两条，两条滑轨5平行设置且沿Z轴方向设置，直线电机模块3驱动Z轴移动模块4沿Z轴移动。
防卡死的Z轴平衡装置还包括两个平行设置的无杆气缸缸体2、安装在无杆气缸缸体2上的无杆气缸滑块22、与无杆气缸滑块22连接的滑槽件9、与Z轴移动模块4连接的固定件8，固定件8连接有滑柱82，固定件8设有用于安装滑柱82的固定槽81，滑柱82通过螺栓与固定件8固定，滑槽件9设有滑槽91，滑柱82位于滑槽91内并沿X轴方向滑动，滑柱82与滑槽91在Z轴方向存在3mm的间隙，固定件8与滑槽件9在Y轴方向存在3mm的间隙，可以消除无杆气缸安装时的不同轴、无杆气缸与滑轨之间不平行问题。
滑槽件9的滑槽91采用渗碳的工艺提高硬度和耐磨度，滑柱82采用摩擦系数小的铜材，使滑动起来更加流畅，大大减少滑柱在滑槽件的滑槽时产生的摩擦力，提高运动控制的精度。
防卡死的Z轴平衡装置还包括均垂直于Z轴方向设置的上安装板11、下安装板12及沿Z轴方向设置的背板13，安装板11、下安装板12分别固定于背板13的两端，无杆气缸缸体2通过螺栓与上安装板11、下安装板12固定，滑轨5固定在背板13上，背板13上还设有用于驱动无杆气缸滑块22运动的精密电气比例阀21。
防卡死的Z轴平衡装置还包括光栅尺7以及可相对于光栅尺7运动的光栅尺读数头6，光栅尺读数头6与Z轴移动模块4连接，光栅尺7固定在背板13上。
平衡气缸选用无杆气缸使得Z轴的结构更加紧凑，Z轴移动模块运动时不用额外的增加运动的空间，空间更节省，设备运行更加安全；
滑槽件、滑柱、固定件各零件组成的气缸调整机构，可以大大降低上安装板、下安装板气缸安装孔加工的同轴度的要求，并降低它们与无杆气缸缸体之间安装的精度，提高Z轴移动模块的运动的几何精度，同时可以消除因滑轨与无杆气缸缸体之间不平行所导致的摩擦力不稳定的问题，降低运动控制的难度，提高产品的结构的可靠性和稳定性。
一种实时精密平衡Z轴重量的方法：直线电机模块3驱动Z轴移动模块4移动10～20mm的距离，待Z轴移动模块4稳定之后，光栅尺读数头6读取光栅尺7的第一位置数据记录到调节软件中，去掉直线电机模块3的使能，因重力的作用下，Z轴移动模块4会下落，调节软件给精密电气比例阀21增压的信号，无杆气缸缸体2中缓慢充入气体，无杆气缸滑块22带动Z轴移动模块4向上移动，在这过程中光栅尺读数头6读取光栅尺7的第二位置数据与之前记录在调节软件中的第一位置数据进行比较，当第二位置数据与第一位置数据相同，等待位置平稳时，调节软件读取精密电气比例阀的压力数据并记录，以后设备开机运行，调节软件自动根据测量的压力数据对无杆气缸缸体2进行加压，以达到平衡重力。当Z轴移动部件4的负载发生改变时，无需停机，只需要重复上述步骤。
本实时精密平衡Z轴重量的方法，采用软件控制整个运动逻辑，无需人员记录和填写数据，一键式操作，无需人工干预进行自动调节气压或油压，使Z轴移动模块达到平衡状态，使用简便易操作。
本实时精密平衡Z轴重量的方法，无需像人工调节时设备停机，反复移动Z轴移动模块，减少工人的劳动强度，判定是否达到平衡状态时也不是依靠调试人员的经验，精度高效率高。
本实时精密平衡Z轴重量的方法，不仅可以用于光栅尺反馈、直线电机驱动的运动系统；可以实用于丝杠驱动、伺服电机的编码器做反馈的运动系统以及齿轮齿条做驱动、伺服电机的编码器做反馈的运动系统等。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种防卡死的Z轴平衡装置，其特征在于：包括Z轴移动模块、两个平行设置的无杆气缸缸体、安装在所述无杆气缸缸体上的无杆气缸滑块、与所述无杆气缸滑块连接的滑槽件、与所述Z轴移动模块连接的固定件，所述固定件连接有滑柱，所述滑槽件设有滑槽，所述滑柱位于所述滑槽内并沿X轴方向滑动，所述滑柱与所述滑槽在Z轴方向存在间隙，所述固定件与所述滑槽件在Y轴方向存在间隙。
2.根据权利要求1所述的防卡死的Z轴平衡装置，其特征在于：所述防卡死的Z轴平衡装置还包括驱动Z轴移动模块的直线电机模块。
3.根据权利要求1所述的防卡死的Z轴平衡装置，其特征在于：所述防卡死的Z轴平衡装置还包括滑轨，所述滑轨卡合有滑块，所述滑块与Z轴移动模块连接。
4.根据权利要求1所述的防卡死的Z轴平衡装置，其特征在于：所述固定件设有用于安装所述滑柱的固定槽。
5.根据权利要求4所述的防卡死的Z轴平衡装置，其特征在于：所述滑柱通过螺栓与所述固定件固定。
6.根据权利要求1所述的防卡死的Z轴平衡装置，其特征在于：所述滑柱的材质为铜。
7.根据权利要求1所述的防卡死的Z轴平衡装置，其特征在于：所述滑槽采用渗碳工艺制成。
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