CN107775244B - 四轴对焦系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四轴对焦系统，包括固定架、X轴伺服控制机构、Y轴伺服控制机构、Z轴伺服控制机构、Z轴旋转伺服控制机构、X轴移动座、Y轴移动座和夹爪。Y轴移动座可移动安装于固定架，X轴移动座可移动安装于Y轴移动座上，Z轴旋转伺服控制机构可移动安装于固定架。X轴伺服控制机构用于驱动X轴移动座沿X轴移动，Y轴伺服控制机构用于驱动Y轴移动座沿Y轴移动，Z轴伺服控制机构用于驱动Z轴旋转伺服控制机构沿Z轴移动。Z轴旋转伺服控制机构包括安装座、Z轴旋转伺服电机、旋转气缸、第一传动轴和第二传动轴。本发明的四轴对焦系统能四轴驱动毛泡，控制程序简单，机械零部件的加工精度要求低，非常实用。
Description
技术领域
本发明属于汽车前大灯的生产设备技术领域，涉及一种用于对汽车前大灯的毛泡进行对焦定位的四轴对焦系统。
背景技术
传统的汽车前大灯是由灯头、毛泡、对焦环和扣帽组成，而针对毛泡和灯头的位置关系在行业里有比较规范的标准。汽车前大灯生产中的对焦工序是通过光学相机捕捉毛泡灯丝的位置，然后通过对焦系统驱动毛泡，实现毛泡的定位，毛泡定位完毕后将毛泡焊接于灯头。目前，现有的对焦系统非常简陋，只是将一个标准灯固定在固定座上，通过镜头将灯丝投影到显示屏上，然后将灯丝的影像在屏上画框，以此作为标准，将后面需要对焦的灯放上固定座，手工移动固定座直至将灯丝影像凭目测移动到框内后焊接。这种方法仅仅粗略对一个E值(光中心)，至于标准所要求的其他参数根本无法满足，且效率特低，不利于汽车灯生产企业的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种四轴对焦系统，其控制程序简单，能确保对焦成功的产品各参数达到行业规定的标准，并适合自动化生产线，效率非常高。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种四轴对焦系统，包括固定架、X轴伺服控制机构、Y轴伺服控制机构、Z轴伺服控制机构、Z轴旋转伺服控制机构、X轴移动座、Y轴移动座和夹爪；
所述Y轴移动座安装于所述固定架，所述Y轴移动座可沿Y轴移动，所述X轴移动座安装于所述Y轴移动座上，所述X轴移动座可沿X轴移动，所述Z轴旋转伺服控制机构安装于所述固定架，所述Z轴旋转伺服控制机构可沿Z轴移动；
所述X轴伺服控制机构用于驱动所述X轴移动座沿X轴移动，所述Y轴伺服控制机构用于驱动所述Y轴移动座沿Y轴移动，所述Z轴伺服控制机构用于驱动所述Z轴旋转伺服控制机构沿Z轴移动；
所述Z轴旋转伺服控制机构包括安装座、带有Z轴减速机的Z轴旋转伺服电机、旋转气缸、第一传动轴和第二传动轴，所述安装座可移动安装于所述固定架，所述Z轴旋转伺服电机安装于所述安装座，所述旋转气缸的一端与所述Z轴减速机的输出端连接，所述旋转气缸的另一端通过万向节与所述第一传动轴的一端连接，所述第一传动轴的另一端通过万向节与所述第二传动轴的一端连接，所述夹爪安装于所述第二传动轴的另一端，所述第二传动轴可转动安装于所述X轴移动座上。
进一步的，所述X轴伺服控制机构、Y轴伺服控制机构和Z轴伺服控制机构的结构相同；所述X轴伺服控制机构包括带X轴减速机的X轴伺服电机、摆臂、连杆和连接弹簧，所述X轴伺服电机安装于所述固定架，所述摆臂固定于所述X轴减速机的输出端，所述摆臂上设有偏心杆，所述连杆的一端活动连接于所述偏心杆，另一端连接于X轴移动座，所述连接弹簧的一端活动连接于所述偏心杆，另一端连接于所述连杆；所述Y轴伺服控制机构的连杆的一端连接于所述Y轴移动座；所述Z轴伺服控制机构的连杆的一端连接于所述安装座。
进一步的，所述连杆的一端设有关节轴承，该关节轴承套装于所述偏心杆，所述连接弹簧的一端也设有关节轴承，该关节轴承套装于所述偏心杆。
进一步的，所述固定架上设有Z轴滑轨，所述安装座上设有Z轴滑块，所述Z轴滑块与所述Z轴滑轨配合；所述固定架上设有安装臂，所述安装臂上设有Y轴滑块，所述Y轴移动座上设有Y轴滑轨，所述Y轴滑块与所述Y滑轨配合；所述Y轴移动座上设有X轴滑块，所述X轴移动座上设有X轴滑轨，所述X轴滑块与所述X轴滑轨配合。
进一步的，所述X轴移动座上设有安装孔，所述安装孔内套装有轴套，所述第二传动轴套装于所述轴套内，所述第二传动轴可在所述轴套内转动。
进一步的，所述旋转气缸的一端通过联轴器与所述Z轴减速机的输出端连接。
进一步的，所述X轴、Y轴和Z轴相互垂直。
本发明有益效果：本发明的四轴对焦系统能四轴(X、Y、Z轴和Z轴旋转)驱动毛泡，其X、Y、Z轴伺服控制机构均采用摆臂式传动进行控制，Z轴旋转伺服控制机构设有旋转气缸辅助旋转，以缩短个别毛泡大角度旋转的时间，因此该四轴对焦系统特别适用需要调节Z轴旋转角度的汽车前大灯(如近光灯丝被钼舟遮挡的型号为H4的汽车前大灯、灯头的灯脚孔为左右分布，需将毛泡旋转90°后对焦的型号为9005/9006、H8/H9/H11/H16等汽车前大灯)的对焦工序。
附图说明
图1是本发明实施例的四轴对焦系统的立体图。
图2是图1中A的放大视图。
图3是X轴伺服控制机构的结构示意图。
图4是Z轴旋转伺服控制机构的结构示意图。
附图标记说明：
固定架1、X轴伺服控制机构2、Y轴伺服控制机构3、Z轴伺服控制机构4、Z轴旋转伺服控制机构5、Y轴移动座6、X轴移动座7、夹爪8；
安装臂11；
Z轴滑轨111、Y轴滑块112；
X轴伺服电机21、X轴减速机22、摆臂23、偏心杆24、连杆25、连接弹簧26；
安装座51、Z轴旋转伺服电机52、Z轴减速机53、联轴器54、旋转气缸55、第一传动轴56、万向节57、第二传动轴58；
Z轴滑块511；
Y轴滑轨61、X轴滑块62；
轴套71、X轴滑轨72。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，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作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所示，本实施例的一种四轴对焦系统，该四轴对焦系统包括固定架1、X轴伺服控制机构2、Y轴伺服控制机构3、Z轴伺服控制机构4、Z轴旋转伺服控制机构5、X轴移动座7、Y轴移动座6和用于夹持汽车前大灯的毛泡的夹爪8。
固定架1由两块“7”字形的金属板相互连接而成。参照图2，固定架1上固定有安装臂11，安装臂11的下端固定有Y轴滑块112，Y轴移动座6上固定有Y轴滑轨61，Y轴滑轨61与Y轴平行，Y轴滑块112与Y滑轨配合。参照图4，Y轴移动座6上固定有X轴滑块62，X轴移动座7上固定有X轴滑轨72，X轴滑轨72与X轴平行，X轴滑块62与X轴滑轨72配合。
参照图1和图4，Z轴旋转伺服控制机构5包括安装座51、带有Z轴减速机53的Z轴旋转伺服电机52、起辅助旋转作用的旋转气缸55、第一传动轴56和第二传动轴58。安装座51上固定有Z轴滑块511，固定架1上固定有Z轴滑轨111，Z轴滑轨111与Z轴平行，Z轴滑块511与Z轴滑轨111配合，安装座51可沿Z轴滑轨111移动。Z轴旋转伺服电机52安装于安装座51，旋转气缸55的一端通过联轴器54与Z轴减速机53的输出轴连接，旋转气缸55的另一端通过万向节57与第一传动轴56的一端连接，第一传动轴56的另一端通过万向节57与第二传动轴58的一端连接，夹爪8安装于第二传动轴58的另一端。X轴移动座7上加工有安装孔，安装孔内套装有轴套71，第二传动轴58套装于轴套71内，第二传动轴58可在轴套71内转动和移动。优选设计，Z轴减速机53为行星减速机。
X轴伺服控制机构2用于驱动X轴移动座7沿X轴移动，Y轴伺服控制机构3用于驱动Y轴移动座6沿Y轴移动，Z轴伺服控制机构4用于驱动Z轴旋转伺服控制机构5沿Z轴移动。X轴伺服控制机构2、Y轴伺服控制机构3和Z轴伺服控制机构4的结构相同。参照图3，X轴伺服控制机构2包括带X轴减速机22的X轴伺服电机21、摆臂23、连杆25和连接弹簧26，X轴伺服电机21安装于固定架1，摆臂23固定于X轴减速机22的输出轴，摆臂23上固定有偏心杆24，连杆25的一端固定有关节轴承，该关节轴承套装于偏心杆24，连杆2的另一端连接于X轴移动座7，连接弹簧26的一端固定有关节轴承，该关节轴承套装于偏心杆24，连接弹簧26的另一端通过螺栓连接于连杆25，工作时X轴伺服电机21通过X轴减速机22驱动摆臂23摆动，摆臂23通过连杆25驱动X轴移动座7沿X轴移动。Y轴伺服控制机构3的连杆25的一端连接于Y轴移动座6；Z轴伺服控制机构4的连杆25的一端连接于安装座51。优选设计，X轴减速机22为行星减速机。
本发明的四轴对焦系统，通过X轴伺服控制机构2、Y轴伺服控制机构3和Z轴伺服控制机构4分别驱动夹爪8沿X、Y、Z轴移动，实现X、Y、Z轴控制夹爪8上的毛泡，通过Z轴旋转伺服控制机构5驱动夹爪8沿Z轴旋转，实现Z轴旋转控制夹爪8上的毛泡，对于旋转角度较大的毛泡，旋转气缸55工作进行辅助旋转，以增加旋转速度，缩短旋转时间，因此该四轴对焦系统能四轴驱动毛泡，以满足毛泡的定位需求。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种四轴对焦系统，其特征在于，包括固定架(1)、X轴伺服控制机构(2)、Y轴伺服控制机构(3)、Z轴伺服控制机构(4)、Z轴旋转伺服控制机构(5)、X轴移动座(7)、Y轴移动座(6)和夹爪(8)；
所述Y轴移动座(6)安装于所述固定架(1)，所述Y轴移动座(6)可沿Y轴移动，所述X轴移动座(7)安装于所述Y轴移动座(6)上，所述X轴移动座(7)可沿X轴移动，所述Z轴旋转伺服控制机构(5)安装于所述固定架(1)，所述Z轴旋转伺服控制机构(5)可沿Z轴移动；
所述X轴伺服控制机构(2)用于驱动所述X轴移动座(7)沿X轴移动，所述Y轴伺服控制机构(3)用于驱动所述Y轴移动座(6)沿Y轴移动，所述Z轴伺服控制机构(4)用于驱动所述Z轴旋转伺服控制机构(5)沿Z轴移动；
所述Z轴旋转伺服控制机构(5)包括安装座(51)、带有Z轴减速机(53)的Z轴旋转伺服电机(52)、旋转气缸(55)、第一传动轴(56)和第二传动轴(58)，所述安装座(51)可移动安装于所述固定架(1)，所述Z轴旋转伺服电机(52)安装于所述安装座(51)，所述旋转气缸(55)的一端与所述Z轴减速机(53)的输出端连接，所述旋转气缸(55)的另一端通过万向节(57)与所述第一传动轴(56)的一端连接，所述第一传动轴(56)的另一端通过万向节(57)与所述第二传动轴(58)的一端连接，所述夹爪(8)安装于所述第二传动轴(58)的另一端，所述第二传动轴(58)可转动安装于所述X轴移动座(7)上；所述X轴伺服控制机构(2)、Y轴伺服控制机构(3)和Z轴伺服控制机构(4)的结构相同；所述X轴伺服控制机构(2)包括带X轴减速机(22)的X轴伺服电机(21)、摆臂(23)、连杆(25)和连接弹簧(26)，所述X轴伺服电机(21)安装于所述固定架(1)，所述摆臂(23)固定于所述X轴减速机(22)的输出端，所述摆臂(23)上设有偏心杆(24)，所述连杆(25)的一端活动连接于所述偏心杆(24)，另一端连接于X轴移动座(7)，所述连接弹簧(26)的一端活动连接于所述偏心杆(24)，另一端连接于所述连杆(25)；所述Y轴伺服控制机构(3)的连杆(25)的一端连接于所述Y轴移动座(6)；所述Z轴伺服控制机构(4)的连杆(25)的一端连接于所述安装座(51)。
2.根据权利要求1所述的一种四轴对焦系统，其特征在于，所述连杆(25)的一端设有关节轴承，该关节轴承套装于所述偏心杆(24)，所述连接弹簧(26)的一端也设有关节轴承，该关节轴承套装于所述偏心杆(24)。
3.根据权利要求1所述的一种四轴对焦系统，其特征在于，所述固定架(1)上设有Z 轴滑轨(111)，所述安装座(51)上设有Z轴滑块(511)，所述Z轴滑块(511)与所述Z轴滑轨(111)配合；所述固定架(1)上设有安装臂(11)，所述安装臂(11)上设有Y轴滑块(112)，所述Y轴移动座(6)上设有Y轴滑轨(61)，所述Y轴滑块(112)与所述Y轴滑轨配合；所述Y轴移动座(6)上设有X轴滑块(62)，所述X轴移动座(7)上设有X轴滑轨(72)，所述X轴滑块(62)与所述X轴滑轨(72)配合。
4.根据权利要求1所述的一种四轴对焦系统，其特征在于，所述X轴移动座(7)上设有安装孔，所述安装孔内套装有轴套(71)，所述第二传动轴(58)套装于所述轴套(71)内，所述第二传动轴(58)可在所述轴套(71)内转动。
5.根据权利要求1所述的一种四轴对焦系统，其特征在于，所述旋转气缸(55)的一端通过联轴器(54)与所述Z轴减速机(53)的输出端连接。
6.根据权利要求1所述的一种四轴对焦系统，其特征在于，所述X轴、Y轴和Z轴相互垂直。
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