CN110587322A - 一种具有编码功能的直线导轨 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有编码功能的直线导轨，包括底座，底座的一端安装有丝杠支座，另一端安装有电机座，底座的两侧分别安装有第一导轨和第二导轨，底座的中间加工有第一避让槽；电机座上固定安装有电机，电机的旋转轴通过联轴器与滚珠丝杠的一端连接，所述滚珠丝杠的另一端通过轴承安装在所述丝杠支座内；第一导轨上设置有第一滑块，第二导轨上设置有第二滑块，第一滑块的顶端和第二滑块的顶端均固定安装在滑块座上；在滑块座的底部与第一避让槽相对的位置加工有第二避让槽，第二避让槽内固定安装有支撑螺母；支撑螺母套装在所述滚珠丝杠上；第一滑块上固定安装有读数头，读数头下方的第一导轨上刻画有标尺。
Description
技术领域
本发明涉及机床直线导轨技术领域，具体涉及一种具有编码功能的直线导轨。
背景技术
由于高精度、高速度、高效率及安全可靠的特点，数控系统在装备制造业中的应用越来越广泛，数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好程序，使机床动作并加工零件。它综合了机械、自动化、计算机、测量等最新技术，使用了位移、位置、速度、压力、温度以及刀具磨损监控等方面在数控机床控制系统中的传感器。
在自动化设备设计中，基于光栅尺、球栅尺、容栅尺、磁栅尺的传感器技术是为数不多的精密位移检测有效解决方案，特别适用于检测行程较长、测量精度要求较高、工况较为复杂的大型机床安装使用。现有技术中磁栅尺传感器在使用过程中，存在以下问题：(1)需将磁栅尺的读数头部分与标尺部分分别安装于相对运动的两条导轨上，安装需要花费时间和精力；(2)设备在运行过程中，在多种热源的作用下导轨会产生热变形，导致标尺和导轨的热膨胀系数不一致，对测量精度产生影响，增大了加工误差。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种具有编码功能的直线导轨。
本发明的技术方案如下：一种具有编码功能的直线导轨，包括底座，所述底座的一端安装有丝杠支座，另一端安装有电机座，底座的两侧分别安装有第一导轨和第二导轨，底座的中间加工有第一避让槽；所述电机座上固定安装有电机，所述电机的旋转轴通过联轴器与滚珠丝杠的一端连接，所述滚珠丝杠的另一端通过轴承安装在所述丝杠支座内；所述第一导轨上设置有第一滑块，所述第二导轨上设置有第二滑块，所述第一滑块的顶端和所述第二滑块的顶端均固定安装在滑块座上；在所述滑块座的底部与所述第一避让槽相对的位置加工有第二避让槽，所述第二避让槽内固定安装有支撑螺母；所述支撑螺母套装在所述滚珠丝杠上；所述第一滑块上固定安装有读数头，所述读数头下方的第一导轨上刻画有标尺，所述第一导轨为导磁材料制成。
所述读数头包括读数头上盖、读数头下盖、第一电路板、第二电路板、磁传感器和磁铁，所述读数头上盖的一个端面固定安装在所述第一滑块上，所述读数头下盖与所述读数头上盖固定连接，所述读数头下盖内设置有与第一电路板仿形的通孔，所述通孔的两侧设置有卡槽；所述第一电路板设置在所述读数头下盖内，所述第二电路板设置于所述读数头上盖和所述读数头下盖内，所述第二电路板与所述第一电路板通过引脚连接且第二电路板的一端与第一电路板垂直焊接，所述第二电路板的另一端与所述读数头下盖通过卡槽固定限位，所述第一电路板与所述通孔之间的接缝通过黑胶填充；所述磁传感器焊接在所述第一电路板上，所述磁铁胶黏在所述磁传感器上，所述磁铁处于所述通孔内且与所述标尺平行。
所述底座上还设置有固定槽和固定架，所述固定槽与所述底座一体成型邻近所述第一导轨，所述固定架与所述滑块固定连接，所述固定架处于所述固定槽的上方，所述固定槽与所述固定架用于放置、固定坦克链。
所述磁感应器与所述第一电路板通过电路连接，当电机带动读数头沿第一导轨做直线运动时，读数头内的磁铁与第一导轨上的标尺之间形成磁场，通过磁传感器将磁场信息转换为电信号，电信号通过第一电路板和第二电路板传递给计算机，计算机对电信号进行分析处理。
本发明的有益效果：
(1)本发明中通过将标尺直接刻划在由导磁材料制成的第一导轨上，保证了标尺与第一导轨热膨胀系数的一致性，提高了测量精度。
(2)由于本发明提供的具有编码功能的直线导轨中的标尺安装在第一导轨上，读数头安装在第一滑块上，将编码功能集成在直线导轨上，不需要另外进行安装编码器，减少了编码器在机械设备中所占用的空间。
(3)由于本发明提供的具有编码功能的直线导轨在读数头内安装有一块按照尺寸制作的磁铁，磁铁与标尺能够形成磁场，由于标尺存在波峰与波谷，在读数头移动过程中磁铁与标尺之间的磁场强度会产生类似正余弦波形的分布形式，这种磁场被磁传感器感应后将磁场信息转换为电信号进行传输，不需要再在标尺上充N极和S极相间变化的磁极，降低了制备磁性尺的能耗以及安装调试标尺的时耗。
(4)本发明中提供的具有编码功能的直线导轨上还设置有固定槽和固定架，将坦克链的一端固定安装在固定架上，坦克链的另一端固定安装在邻近电机座一端的固定槽上，坦克链的链身部分放置于固定槽内，坦克链的作用是在其内部穿线、走线，防止读数头内的线束随滑块运动过程中被刮坏。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中读数头的结构示意图；
图3为图2的爆炸图。
附图标记：底座1、丝杠支座2、电机座3、第一导轨4、第二导轨5、第一避让槽6、电机7、滚珠丝杠8、第一滑块9、第二滑块10、滑块座11、第二避让槽12、支撑螺母13、读数头14、标尺15、固定槽16、固定架17、读数头上盖141、读数头下盖142、第一电路板143、第二电路板144、磁传感器145、磁铁146、通孔147、卡槽148。
具体实施方式
参阅图1所示，一种具有编码功能的直线导轨，包括底座1，所述底座1的一端安装有丝杠支座2，另一端安装有电机座3，底座1的两侧分别安装有第一导轨4和第二导轨5，底座1的中间加工有第一避让槽6；所述电机座3上固定安装有电机7，所述电机7的旋转轴通过联轴器与滚珠丝杠8的一端连接，所述滚珠丝杠8的另一端通过轴承安装在所述丝杠支座2内；所述第一导轨4上设置有第一滑块9，所述第二导轨5上设置有第二滑块10，所述第一滑块9的顶端和所述第二滑块10的顶端均固定安装在滑块座11上；在所述滑块座11的底部与所述第一避让槽6相对的位置加工有第二避让槽12，所述第二避让槽12内固定安装有支撑螺母13；所述支撑螺母13套装在所述滚珠丝杠8上，所述支撑螺母13和所述滚珠丝杠8上加工有弧形螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠，而滚珠则沿滚道滚动，并经螺旋滚道作周而复始的循环运动，螺旋滚道两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿螺旋滚道掉出；所述第一滑块9上固定安装有读数头14，所述读数头14下方的第一导轨4上刻画有标尺15，所述第一导轨4为导磁材料制成；
所述底座1上还设置有固定槽16和固定架17，所述固定槽16与所述底座 1一体成型邻近所述第一导轨4，所述固定架17与所述滑块座11固定连接，所述固定架17处于所述固定槽16的上方，所述固定槽16与所述固定架17用于放置、固定坦克链。
参阅图1-3所示，所述读数头14包括读数头上盖141、读数头下盖142、第一电路板143、第二电路板144、磁传感器145和磁铁146，所述读数头上盖141 的一个端面固定安装在所述第一滑块9上，所述读数头下盖142与所述读数头上盖141固定连接，所述读数头下盖142内设置有与第一电路板143仿形的通孔147，所述通孔147的两侧设置有卡槽148；所述第一电路板143设置在所述读数头下盖142内，所述第二电路板144设置于所述读数头上盖141和所述读数头下盖142内，所述第二电路板144与所述第一电路板143通过引脚连接且第二电路板144的一端与第一电路板143垂直焊接，所述第二电路板144的另一端与所述读数头下盖142通过卡槽148固定限位，所述第一电路板143与所述通孔147之间的接缝通过黑胶填充；所述磁传感器145焊接在所述第一电路板143上，所述磁铁146胶黏在所述磁传感器145上，所述磁铁146处于所述通孔147内且与所述标尺15平行；
所述磁传感器145与所述第一电路板143电连接，当电机7带动读数头14 沿第一导轨4做直线运动时，读数头14内的磁铁146与第一导轨4上的标尺15 之间形成磁场，通过磁传感器145将磁场信息转换为电信号，电信号通过第一电路板143和第二电路板144传递给计算机，计算机对电信号进行分析处理。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种具有编码功能的直线导轨，其特征在于：包括底座，所述底座的一端安装有丝杠支座，另一端安装有电机座，底座的两侧分别安装有第一导轨和第二导轨，底座的中间加工有第一避让槽；所述电机座上固定安装有电机，所述电机的旋转轴通过联轴器与滚珠丝杠的一端连接，所述滚珠丝杠的另一端通过轴承安装在所述丝杠支座内；所述第一导轨上设置有第一滑块，所述第二导轨上设置有第二滑块，所述第一滑块的顶端和所述第二滑块的顶端均固定安装在滑块座上；在所述滑块座的底部与所述第一避让槽相对的位置加工有第二避让槽，所述第二避让槽内固定安装有支撑螺母；所述支撑螺母套装在所述滚珠丝杠上；所述第一滑块上固定安装有读数头，所述读数头下方的第一导轨上刻画有标尺，所述第一导轨为导磁材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种具有编码功能的直线导轨，其特征在于：所述读数头包括读数头上盖、读数头下盖、第一电路板、第二电路板、磁传感器和磁铁，所述读数头上盖的一个端面固定安装在所述第一滑块上，所述读数头下盖与所述读数头上盖固定连接，所述读数头下盖内设置有与第一电路板仿形的通孔，所述通孔的两侧设置有卡槽；所述第一电路板设置在所述读数头下盖内，所述第二电路板设置于所述读数头上盖和所述读数头下盖内，所述第二电路板与所述第一电路板通过引脚连接且第二电路板的一端与第一电路板垂直焊接，所述第二电路板的另一端与所述读数头下盖通过卡槽固定限位，所述第一电路板与所述通孔之间的接缝通过黑胶填充；所述磁传感器焊接在所述第一电路板上，所述磁铁胶黏在所述磁传感器上，所述磁铁处于所述通孔内且与所述标尺平行。
3.根据权利要求1所述的一种具有编码功能的直线导轨，其特征在于：所述底座上还设置有固定槽和固定架，所述固定槽与所述底座一体成型邻近所述第一导轨，所述固定架与所述滑块固定连接，所述固定架处于所述固定槽的上方，所述固定槽与所述固定架用于放置、固定坦克链。
4.根据权利要求2所述的一种具有编码功能的直线导轨，其特征在于：所述磁感应器与所述第一电路板通过电路连接，当电机带动读数头沿第一导轨做直线运动时，读数头内的磁铁与第一导轨上的标尺之间形成磁场，通过磁传感器将磁场信息转换为电信号，电信号通过第一电路板和第二电路板传递给计算机，计算机对电信号进行分析处理。
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