CN107962439B - 大行程、快速、精准直线进给生产线 - Google Patents

大行程、快速、精准直线进给生产线 Download PDF

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Abstract

本发明公布一种大行程、快速、精准直线进给生产线，属于伺服定位控制技术领域。床身上安装有两天平行的直线导轨，其中一个直线导轨的内侧固定有一条齿条；直线导轨上滑动安装有直线滑块，在两个直线滑块上固定连接有溜板；溜板上安装有伺服电机，伺服电机通过传动机构连接齿条；在溜板上还安装有自动润滑装置；在床身上两端的位置分别安装有一个可调式拖轮机构。本发明溜板每次开始工作时，都以机械零点为基准，避免了累计误差，实现快速、准确的定位；通过齿轮、齿条、直线导轨、行星减速机的应用给生产线提供了较大刚性动力，能够准确的实现轴向定位；自动润滑装置为齿轮、齿条、直线导轨等提供持续润滑油，大大提高使用寿命。

Description

大行程、快速、精准直线进给生产线
技术领域
本发明涉及伺服定位控制技术领域，具体是一种适用于较长型材自动、精确定位并指示其他设备自动加工的大行程、快速、精准直线进给生产线。
背景技术
目前，针对较长工件（型材）的加工方式一种为人工定位，即把工件放置于工作台滚轮上，后置定位，把工件人工推至定位板后，加工工件（钻孔、冲孔、锯切等），加工下一工步时，重新定位，误差累计严重；另一种加工方式为圆导轨导向，齿轮、齿条传动，其传动方式是伺服电机通过同步带传递动力。
第一种加工方式较为传统，应用广泛，但是定位速递慢，累计误差较大且使用较多人力资源，不利于现代化加工方式生产。第二种加工方式大大调高了生产效率，但是，由于所用导轨精度较低，传动方式（同步带）刚性不足，导致误差较大，并且，齿轮、齿条、导轨等润滑需要操作者班前、班后完成，有时候任务量大时，容易被忽略，导致齿轮、齿条及导轨寿命大大降低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种大行程、快速、精准直线进给生产线。
本发明通过以下技术方案实现：一种大行程、快速、精准直线进给生产线，包括长形的床身；所述床身上安装有两天平行的直线导轨，其中一个直线导轨的内侧固定有一条齿条；所述直线导轨上滑动安装有直线滑块，在两个所述直线滑块上固定连接有溜板；所述溜板上安装有伺服电机，伺服电机通过传动机构连接所述齿条；在所述溜板上还安装有自动润滑装置；在床身上两端的位置分别安装有一个可调式拖轮机构。
优选的：所述传动机构包括与伺服电机连接的行星减速机；所述行星减速机竖向布置，行星减速机下端安装有连接板Ⅰ；所述连接板Ⅰ固定连接在溜板上；行星减速机的输出轴垂直朝下穿过溜板，在行星减速机的输出轴上安装有与齿条相啮合的齿轮。
优选的：所述自动润滑装置包括油箱；所述油箱固定在溜板上，油箱上表面固定有凸轮式打油泵和润滑油分配器；所述凸轮式打油泵输入端连接在油箱内，凸轮式打油泵输出端连接润滑油分配器；所述润滑油分配器连接有三个油路，三个油路分别连接至齿条和两个直线导轨。
优选的：所述油箱上表面还固定有用于控制凸轮式打油泵的控制器。
优选的：所述所述大行程、快速、精准直线进给生产线还包括一个用于控制伺服电机的控制台。
优选的：所述可调式拖轮机构包括两个相对布置支板和设置在两个支板之间的拖轮轴；所述拖轮轴的两端上下滑动安装在支板上；在所述拖轮轴的两端安装有调整螺栓；所述调整螺栓上下穿过拖轮轴的端部，调整螺栓下端固定在支板上，调整螺栓上端安装有用于夹紧拖轮轴的固定螺母；所述拖轮轴上通过轴承安装有拖轮套。
优选的：所述溜板上还安装有工件夹具；所述工件夹具包括与溜板固定连接的支架；所述支架一侧固定连接有连接板Ⅱ；在连接板Ⅱ一侧固定连接有气缸安装座和安装支架；所述气缸安装座上安装有气缸；所述安装支架的端部固定安装有夹具固定头；在安装支架中通过销钉铰接有绞杆；所述绞杆的外端固定有与夹具固定头配合的夹具活动头，绞杆的内端与气缸输出端连接。
优选的：所述床身上的一侧固定有与溜板相配合的机械原点。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：溜板每次开始工作时，都以机械零点为基准，避免了累计误差，实现快速、准确的定位；通过齿轮、齿条、直线导轨、行星减速机的应用给生产线提供了较大刚性动力，能够准确的实现轴向定位；自动润滑装置为齿轮、齿条、直线导轨等提供持续润滑油，大大提高使用寿命。
附图说明
图1是本发明主视图；
图2是本发明俯视图；
图3是自动润滑装置结构示意图；
图4是可调式拖轮机构结构示意图；
图5是工件夹具结构示意图；
图6是传动机构结构示意图。
图中：1、床身；2、直线导轨；3、溜板；4、齿条；5、伺服电机；6、自动润滑装置；7、可调式拖轮机构；7-1、支板；7-2、拖轮轴；7-3、调整螺栓；7-4、固定螺母；7-5、轴承；7-6、拖轮套；8、行星减速机；9、连接板Ⅰ；10、齿轮；11、油箱；12、凸轮式打油泵；13、润滑油分配器；14、控制器；15、控制台；16、工件夹具；16-1、支架；16-2、连接板Ⅱ；16-3、气缸安装座；16-4、安装支架；16-5、气缸；16-6、销钉；16-7、绞杆；16-8、夹具活动头；16-9、夹具固定头；17、机械原点。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。
结合图1和图2所示，一种大行程、快速、精准直线进给生产线，包括长形的床身1，床身1具体是包括焊接成型的较长支架，并在较长支架上面铺装平板，作为超长床身。床身1上安装有两天平行的直线导轨2，其中一个直线导轨2的内侧固定有一条齿条4；直线导轨2上滑动安装有直线滑块，在两个直线滑块上固定连接有溜板3；床身1上的一侧固定有与溜板3相配合的机械原点17，溜板3每次运动时，都以机械原点17为基准，避免累计误差。溜板3上安装有伺服电机5和工件夹具16，伺服电机5通过传动机构连接齿条4；在溜板3上还安装有自动润滑装置6；在床身1上两端的位置分别安装有一个可调式拖轮机构7。
再结合图3所示，自动润滑装置6包括油箱11；油箱11固定在溜板3上，油箱11上表面固定有凸轮式打油泵12和润滑油分配器13；凸轮式打油泵12输入端连接在油箱11内，凸轮式打油泵12输出端连接润滑油分配器13；润滑油分配器13连接有三个油路，三个油路分别连接至齿条4和两个直线导轨2。凸轮式打油泵12定时抽取油箱11内的润滑油，然后通过润滑油分配器13、油路送入到齿条4和两个直线导轨2。自动润滑装置6杜绝了因忽略润滑导致齿轮、齿条、直线导轨等使用寿命降低的危害。
再结合图4所示，可调式拖轮机构7包括两个相对布置支板7-1和设置在两个支板7-1之间的拖轮轴7-2；拖轮轴7-2的两端上下滑动安装在支板7-1上；在拖轮轴7-2的两端安装有调整螺栓7-3；调整螺栓7-3上下穿过拖轮轴7-2的端部，调整螺栓7-3下端固定在支板7-1上，调整螺栓7-3上端安装有用于夹紧拖轮轴7-2的固定螺母7-4；拖轮轴7-2上通过轴承7-5安装有拖轮套7-6。当工件过长时，为了减小较长工件本身重量引起的下垂，工件的两端放置在拖轮套7-6上。通过调整螺栓7-3、固定螺母7-4可以调节拖轮套7-6的高度，以适应不同的工件。
再结合图5所示，工件夹具16可以有多种选择，本实施例选择较大开口的工件夹具16：工件夹具16包括与溜板3固定连接的支架16-1；支架16-1一侧固定连接有连接板Ⅱ16-2；在连接板Ⅱ16-2一侧固定连接有气缸安装座16-3和安装支架16-4；气缸安装座16-3上安装有气缸16-5；安装支架16-4的端部固定安装有夹具固定头16-9；在安装支架16-4中通过销钉16-6铰接有绞杆16-7；绞杆16-7的外端固定有与夹具固定头16-9配合的夹具活动头16-8，绞杆16-7的内端与气缸16-5输出端连接。通过气缸16-5来带动绞杆16-7绕销钉16-6转动，进而控制夹具活动头16-8的开合，完整工件的夹装和解除。
再结合图6所示，传动机构包括与伺服电机5连接的行星减速机8；行星减速机8竖向布置，行星减速机8下端安装有连接板Ⅰ9；连接板Ⅰ9固定连接在溜板3上；行星减速机8的输出轴垂直朝下穿过溜板3，在行星减速机8的输出轴上安装有与齿条4相啮合的齿轮10。使用直线导轨导向，通过行星减速机（背向间隙小于3弧分）传递动力，大大提高了机构的刚性，实现了大行程较为精确的轴向定位功能。
另外，本发明可以加装自动控制装置：油箱11上表面固定有用于控制凸轮式打油泵12的控制器14；控制台15控制连接控制伺服电机5、控制器14和气缸16-5。
工作过程：
控制台控制伺服电机、传动机构旋转，带动溜板在床身上快速直线运动，并从机械原点开始计数；同时，溜板上安装的工件夹具带动工件一起运动，工件的两端在拖轮套上移动；通过伺服电机精确运转，实现工件最终的精确定位。
大行程、快速、精准直线进给生产线采用伺服定位机构，能快速定位、进给；使用接近开关为机械原点，每个工作循环，要从机械原点出发，重复定位精度达到±0.02mm，且无累计误差；精密的行星减速机传动，大大调高了传动系统的刚性，进一步调高了工件的加工精度；为了提高直线导轨、滑块及齿轮齿条的使用寿命，增加了自动润滑系统，杜绝了因人为润滑不当而引起的设备故障。
大行程、快速、精准直线进给生产线为辅助型设备，能和较多设备，柔性组合，最为常见为与高速冲床组，实现较长工件的定位、冲孔加工工作。

Claims (4)

1.一种大行程、快速、精准直线进给生产线，其特征在于：包括长形的床身（1）；所述床身（1）上安装有两条平行的直线导轨（2），其中一个直线导轨（2）的内侧固定有一条齿条（4）；所述直线导轨（2）上滑动安装有直线滑块，在两个所述直线滑块上固定连接有溜板（3）；所述溜板（3）上安装有伺服电机（5），伺服电机（5）通过传动机构连接所述齿条（4）；在所述溜板（3）上还安装有自动润滑装置（6）；在床身（1）上两端的位置分别安装有一个可调式拖轮机构（7）；
所述可调式拖轮机构（7）包括两个相对布置支板（7-1）和设置在两个支板（7-1）之间的拖轮轴（7-2）；所述拖轮轴（7-2）的两端上下滑动安装在支板（7-1）上；在所述拖轮轴（7-2）的两端安装有调整螺栓（7-3）；所述调整螺栓（7-3）上下穿过拖轮轴（7-2）的端部，调整螺栓（7-3）下端固定在支板（7-1）上，调整螺栓（7-3）上端安装有用于夹紧拖轮轴（7-2）的固定螺母（7-4）；所述拖轮轴（7-2）上通过轴承（7-5）安装有拖轮套（7-6）；
所述溜板（3）上还安装有工件夹具（16）；所述工件夹具（16）包括与溜板（3）固定连接的支架（16-1）；所述支架（16-1）一侧固定连接有连接板Ⅱ（16-2）；在连接板Ⅱ（16-2）一侧固定连接有气缸安装座（16-3）和安装支架（16-4）；所述气缸安装座（16-3）上安装有气缸（16-5）；所述安装支架（16-4）的端部固定安装有夹具固定头（16-9）；在安装支架（16-4）中通过销钉（16-6）铰接有绞杆（16-7）；所述绞杆（16-7）的外端固定有与夹具固定头（16-9）配合的夹具活动头（16-8），绞杆（16-7）的内端与气缸（16-5）输出端连接；
所述床身（1）上的一侧固定有与溜板（3）相配合的机械原点（17）；
所述传动机构包括与伺服电机（5）连接的行星减速机（8）；所述行星减速机（8）竖向布置，行星减速机（8）下端安装有连接板Ⅰ（9）；所述连接板Ⅰ（9）固定连接在溜板（3）上；行星减速机（8）的输出轴垂直朝下穿过溜板（3），在行星减速机（8）的输出轴上安装有与齿条（4）相啮合的齿轮（10）。
2.根据权利要求1所述的大行程、快速、精准直线进给生产线，其特征在于：所述自动润滑装置（6）包括油箱（11）；所述油箱（11）固定在溜板（3）上，油箱（11）上表面固定有凸轮式打油泵（12）和润滑油分配器（13）；所述凸轮式打油泵（12）输入端连接在油箱（11）内，凸轮式打油泵（12）输出端连接润滑油分配器（13）；所述润滑油分配器（13）连接有三个油路，三个油路分别连接至齿条（4）和两个直线导轨（2）。
3.根据权利要求2所述的大行程、快速、精准直线进给生产线，其特征在于：所述油箱（11）上表面还固定有用于控制凸轮式打油泵（12）的控制器（14）。
4.根据权利要求1所述的大行程、快速、精准直线进给生产线，其特征在于：所述大行程、快速、精准直线进给生产线还包括一个用于控制伺服电机（5）的控制台（15）。
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