CN109799791A - 一种高精度微型q轴控制设备 - Google Patents
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Abstract
一种高精度微型Q轴控制设备，包括七压头排列布局、θ轴推杆驱动部分、母旋转式滚珠花键传动部分和气缸夹子机构部分。所述θ轴推杆驱动部分，θ轴伺服电机通过联轴器连接丝杆，丝杆螺母座与直线导轨滑块连接，顶头固定在丝杆螺母座前端，伺服电机+丝杆驱动顶头正移动，顶头推动推杆旋转，推杆上下面有导向块导向，拉紧弹簧始终拉紧推杆保持拉紧力，推杆与花键旋转螺母连接，由于弹簧拉紧力作用和导向块作用，推杆带动旋转螺母做无间隙正旋转，当顶头负方向移动时，由拉紧弹簧驱使推杆复位，保证旋转精度。
Description
技术领域
本发明涉及机械设备领域，具体是一种高精度微型Q轴控制设备。
背景技术
随着中国经济的发展和生活水平的提高，手机已经成为日常生活中必不可少的电子产品，在国民经济生产和人们生活中扮演重要角色。中国手机产业呈加速发展态势。
手机已经成为人们日常生活中所需要产品之一，而flex热压绑定工序是手机组装过程中必不可少的工序。现有多段(两段)flex热压绑定方式，flex 先放置在治具平台上，有夹子夹紧flex每段压接位，flex治具平台移动到热压绑定位，后CCD对位，。这种方式存在以下问题点：1,只适合两段或者多段(相邻两段压接位中心距离≥25mm),结构有一定的局限性；2，对于iphone 最新工艺，flex有七段压接位,相邻压接位间距5.5mm，现有的工作方式是不可取的，此新工艺要求先整个FLEX在治具平台上预对位，每段FLEX压接位对应一个压头，后由每段压接位对应的压头吸附吸取，每个压头都需要有 X/Y/θ轴，每个压头可独立动作，然后由每个压头对应的气缸夹子夹紧对应的flex压接位。在压合前每段flex分别与sensor对应的压合位的mark的精对位，实现高精度压合一次全部绑定。因此现有结构满足不了要求，为了攻克此难关，我们设计出高精度微型Q轴控制方式技术。
发明内容
本发明旨在提供一种高精度微型Q轴控制设备。
为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：一种高精度微型Q轴控制设备，包括七压头排列布局、θ轴推杆驱动部分、母旋转式滚珠花键传动部分和气缸夹子机构部分，压头的排列布局气缸夹子主要包括：压头一、压头二、压头三、压头四、压头五、压头六、压头七、夹子一、夹子二、夹子三、夹子四、夹子五、夹子六、夹子七；
所述Q轴推杆驱动部分主要包括θ轴驱动伺服电机、电机固定板、直线导轨、弹簧拉紧机构、推杆、推杆导向块、联轴器，顶头、光电开关、丝杆螺母座；
所述母旋转式滚珠花键传动部分主要包括螺母可旋转花键、低摩擦气缸、压容量限位螺丝、压头；
所述θ轴推杆驱动部分，θ轴伺服电机通过联轴器连接丝杆，丝杆螺母座与直线导轨滑块连接，顶头固定在丝杆螺母座前端，伺服电机+丝杆驱动顶头正移动，顶头推动推杆旋转，推杆上下面有导向块导向，拉紧弹簧始终拉紧推杆保持拉紧；
所述θ轴伺服电机通过联轴器连接丝杆，丝杆螺母座与直线导轨滑块连接，顶头固定在丝杆螺母座前端，伺服电机+丝杆驱动顶头正移动，顶头推动推杆旋转，推杆上下面有导向块导向，拉紧弹簧始终拉紧推杆保持拉紧力，推杆与花键旋转螺母连接；
所述高精度微型Q轴控制方式单个模块组成，θ轴推杆驱动部分、花键传动部分、气缸夹子机构部分。
优选地，本发明装置从左到右，从里到外依次为压头一、压头三、压头五、压头七、压头二、压头四、压头六；每个压头的θ轴推杆驱动部分和花键传动部分组成，单独调节控制方式，实现单独CCD拍照对位，保证高精度对位方式。
优选地，所述θ轴推杆驱动部分，伺服电机固定在伺服电机固定板上，由联轴器将伺服电机与精密丝杆连接，丝杆螺母座固定在直线导轨上，拉簧拉杆固定在伺服电机固定座上，顶头固定在丝杆螺母座上，拉簧始终将推杆处于拉紧状态。
优选地，所述母旋转式滚珠花键传动部分，母旋转式滚珠花键固定在母旋转式花键固定板上，花键轴通过花键连接块由气缸接头与低摩擦气缸连接，低摩擦气缸固定座固定在母旋转式花键固定板上，气缸压容量通过压容量调节螺丝调节，推杆有导向块导向。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在有限的空间内，这种巧妙的布局方式，实现了多压头模块独立作业(每个压头模块都可以X/Y/Q三轴运动)。2、伺服电机+丝杆巧妙的设计机构，通过顶头推动推杆，利用直角三角形勾股定理原理，实现压头高精度微型Q轴控制。3、本发明使用母旋转式滚珠花键即可螺母旋转，花键轴可以直线移动的特性，来实现每个预压头在紧凑的布局空间能够独立的高精度微型Q轴控制。
附图说明
图1为本发明的压头排列布局图；
图2为本发明的夹子排列布局图；
图3为本发明的单个压头机构的示意图；
图4为本发明的θ轴推杆驱动部分的示意图；
图5为本发明的花键传动部分的示意图；
图6为高精度微型Q轴控制方式的计算公式。
图中所示：1、压头一，2、压头二，3、压头三，4、压头四，5、压头五，6、压头六，7、压头七，8、夹子一，9、夹子二，10、夹子三，11、夹子四， 12、夹子五，13、夹子六，14、夹子七，21、花键传动部分，22、θ轴推杆驱动部分，31、气缸夹子机构部分，111、伺服电机，112、伺服电机固定板， 113、联轴器，114、丝杆螺母座，115、直线导轨，116、精密丝杆，117、安装板，118、拉簧拉杆，119、拉簧，211、低摩擦气缸，212、低摩擦气缸固定座，213、压容量调节螺丝，214、导向块，215、推杆，216、螺栓，217、母旋转式花键固定板，母旋转式滚珠花键，223、花键连接块，224、气缸接头。
具体实施方式
下面将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。
请参阅图1-5，本发明实施例中，一种高精度微型Q轴控制设备，包括七压头排列布局、θ轴推杆驱动部分、母旋转式滚珠花键传动部分和气缸夹子机构部分，压头的排列布局气缸夹子主要包括：压头一、压头二、压头三、压头四、压头五、压头六、压头七、夹子一、夹子二、夹子三、夹子四、夹子五、夹子六、夹子七。
Q轴推杆驱动部分主要包括θ轴驱动伺服电机、电机固定板、直线导轨、弹簧拉紧机构、推杆、推杆导向块、联轴器，顶头、光电开关、丝杆螺母座。
母旋转式滚珠花键传动部分主要包括螺母可旋转花键、低摩擦气缸、压容量限位螺丝、压头。
本发明装置从左到右，从里到外依次为压头一、压头三、压头五、压头七、压头二、压头四、压头六。每个压头的θ轴推杆驱动部分和花键传动部分组成，单独调节控制方式，实现单独CCD拍照对位，保证高精度对位方式。
所述θ轴推杆驱动部分，θ轴伺服电机通过联轴器连接丝杆，丝杆螺母座与直线导轨滑块连接，顶头固定在丝杆螺母座前端，伺服电机+丝杆驱动顶头正移动，顶头推动推杆旋转，推杆上下面有导向块导向，拉紧弹簧始终拉紧推杆保持拉紧力，推杆与花键旋转螺母连接，由于弹簧拉紧力作用和导向块作用，推杆带动旋转螺母做无间隙正旋转，当顶头负方向移动时，由拉紧弹簧驱使推杆复位，保证旋转精度。
所述花键传动部分，花键旋转螺母与推杆连接，由推杆带动螺母旋转。花键轴与低摩擦气缸连接，由低摩擦气缸驱动花键轴直线运动，由压容量限位螺丝调节花键轴下移量。
所述θ轴伺服电机通过联轴器连接丝杆，丝杆螺母座与直线导轨滑块连接，顶头固定在丝杆螺母座前端，伺服电机+丝杆驱动顶头正移动，顶头推动推杆旋转，推杆上下面有导向块导向，拉紧弹簧始终拉紧推杆保持拉紧力，推杆与花键旋转螺母连接，由于弹簧拉紧力作用和导向块作用，推杆带动旋转螺母做无间隙正旋转，当顶头负方向移动时，由拉紧弹簧驱使推杆复位，保证旋转精度。花键轴与低摩擦气缸连接，由低摩擦气缸驱动花键轴上下运动，由压容量限位螺丝调节花键轴下移量。
所述高精度微型Q轴控制方式压头排列布局，压头一、压头二、压头三、压头四、压头五、压头六、压头七、夹子一、夹子二、夹子三、夹子四、夹子五、夹子六、夹子七。
所述高精度微型Q轴控制方式单个模块组成，θ轴推杆驱动部分、花键传动部分、气缸夹子机构部分。
所述θ轴推杆驱动部分，伺服电机固定在伺服电机固定板上，由联轴器将伺服电机与精密丝杆连接，丝杆螺母座固定在直线导轨上，拉簧拉杆固定在伺服电机固定座上，顶头固定在丝杆螺母座上，拉簧始终将推杆处于拉紧状态。
所述母旋转式滚珠花键传动部分，母旋转式滚珠花键固定在母旋转式花键固定板上，花键轴通过花键连接块由气缸接头与低摩擦气缸连接，低摩擦气缸固定座固定在母旋转式花键固定板上，气缸压容量通过压容量调节螺丝调节，推杆有导向块导向。
高精度微型Q轴控制方式，其旋转θ控制原理，是采用直角三角形勾股定理关系计算方式。计算原理如图6所示：
| 项目描述 | 表达符号 | 获得方式 |
| 旋转杆半径 | R | 通过测量获得(已知) |
| 推杆当前位置 | L1 | 通过控制系统获得(已知) |
| 旋转杆当前角度 | θ1 | 通过控制系统获得(已知) |
| 需要旋转的角度 | Δθ | 需要旋转的角度(已知) |
| 推杆需要运动的距离 | ΔL | 通过计算获得(未知) |
| 推杆需要运动的位置 | L | 通过计算获得(未知) |
| 基本数值关系 | 换算后数值关系 | |
| tan(θ1)＝L1/R | L1＝R*tan(θ-Δθ) | |
| tan(θ)＝L/R | L＝R*tan(θ) | |
| θ＝θ1+Δθ | ||
| L＝L1+ΔL | ||
| ΔL＝L-L1 | ΔL＝R*(tan(θ)-tan(θ-Δθ)) |
1、可旋转螺母花键，可实现花键轴的旋转和上下两个方向的动作，结构紧凑，花键推杆结构精度高,此结构的布局满足小空间多段FLEX热压绑定工艺。
2、采用高精度丝杆导轨定位，品牌伺服电机驱动，进一步提高θ轴的精度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高精度微型Q轴控制设备，其特征在于，包括七压头排列布局、θ轴推杆驱动部分、母旋转式滚珠花键传动部分和气缸夹子机构部分，压头的排列布局气缸夹子主要包括：压头一、压头二、压头三、压头四、压头五、压头六、压头七、夹子一、夹子二、夹子三、夹子四、夹子五、夹子六、夹子七；
所述Q轴推杆驱动部分主要包括θ轴驱动伺服电机、电机固定板、直线导轨、弹簧拉紧机构、推杆、推杆导向块、联轴器，顶头、光电开关、丝杆螺母座；
所述母旋转式滚珠花键传动部分主要包括螺母可旋转花键、低摩擦气缸、压容量限位螺丝、压头；
所述θ轴推杆驱动部分，θ轴伺服电机通过联轴器连接丝杆，丝杆螺母座与直线导轨滑块连接，顶头固定在丝杆螺母座前端，伺服电机+丝杆驱动顶头正移动，顶头推动推杆旋转，推杆上下面有导向块导向，拉紧弹簧始终拉紧推杆保持拉紧；
所述θ轴伺服电机通过联轴器连接丝杆，丝杆螺母座与直线导轨滑块连接，顶头固定在丝杆螺母座前端，伺服电机+丝杆驱动顶头正移动，顶头推动推杆旋转，推杆上下面有导向块导向，拉紧弹簧始终拉紧推杆保持拉紧力，推杆与花键旋转螺母连接；
所述高精度微型Q轴控制方式单个模块组成，θ轴推杆驱动部分、花键传动部分、气缸夹子机构部分。
2.根据权利要求1所述的高精度微型Q轴控制设备，其特征在于，本发明装置从左到右，从里到外依次为压头一、压头三、压头五、压头七、压头二、压头四、压头六；每个压头的θ轴推杆驱动部分和花键传动部分组成，单独调节控制方式，实现单独CCD拍照对位，保证高精度对位方式。
3.根据权利要求1所述的高精度微型Q轴控制设备，其特征在于，所述θ轴推杆驱动部分，伺服电机固定在伺服电机固定板上，由联轴器将伺服电机与精密丝杆连接，丝杆螺母座固定在直线导轨上，拉簧拉杆固定在伺服电机固定座上，顶头固定在丝杆螺母座上，拉簧始终将推杆处于拉紧状态。
4.根据权利要求1所述的高精度微型Q轴控制设备，其特征在于，所述母旋转式滚珠花键传动部分，母旋转式滚珠花键固定在母旋转式花键固定板上，花键轴通过花键连接块由气缸接头与低摩擦气缸连接，低摩擦气缸固定座固定在母旋转式花键固定板上，气缸压容量通过压容量调节螺丝调节，推杆有导向块导向。
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