CN112719574A - 一种特殊的龙门架构的多轴联动平台 - Google Patents

一种特殊的龙门架构的多轴联动平台 Download PDF

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CN112719574A CN202011573404.1A CN202011573404A CN112719574A CN 112719574 A CN112719574 A CN 112719574A CN 202011573404 A CN202011573404 A CN 202011573404A CN 112719574 A CN112719574 A CN 112719574A
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Abstract

本发明涉及激光加工的移动定位装置技术领域，具体为一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，包括龙门平台、十字运动矩形滑台模组和激光头，所述龙门平台包括X轴组件、Y轴组件和平台主体，所述十字运动矩形滑台模组包括载体部分、中间部分和底座部分，所述激光头安装在Y轴侧溜板上。本发明整体实现四轴联动，龙门平台实现了X轴、Y轴的联动，在数控系统的控制下，可执行亚微米级的精确运动，通过第一液压缓冲器实现超行程吸收动能保护，通过光栅尺X轴光栅尺位置反馈形成闭环精确运动控制，第二液压缓冲器实现超行程吸收动能保护，通过Y轴光栅尺位置反馈形成闭环精确运动控制，实现精确的位置步进和快速的响应。

Description

一种特殊的龙门架构的多轴联动平台
技术领域
本发明涉及激光加工的移动定位装置技术领域，具体为一种特殊的龙门架构的多轴联动平台。
背景技术
随着工业技术的迅速发展，对精密联动多轴移动平台设备的设计和制造要求越来越高，随着伺服控制技术和传感技术的进步，在数控系统的控制下，可以执行亚微米级的精确运动，本发明就是基于我国现如今多轴联动平台这项技术的欠缺做出进一步的改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，对我国现如今多轴联动平台这项技术的欠缺做出进一步的改进。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，包括龙门平台、十字运动矩形滑台模组和激光头，所述龙门平台包括X轴组件、Y轴组件和平台主体，所述X轴组件包括X轴导轨座，所述X轴导轨座的表面安装有X轴直线导轨，且X轴直线导轨的两端皆安装有第一液压缓冲器，所述X轴导轨座的表面安装有过渡板，所述X轴导轨座的表面通过过渡板安装有X轴光栅尺，所述X轴导轨座的表面通过螺栓固定有X轴直线电机定子，且X轴直线电机定子与X轴直线导轨互相平行，所述X轴导轨座的侧面安装有拖链托板，所述X轴导轨座的表面安装有导轨滑枕，所述导轨滑枕的表面通过螺栓固定连接有X轴溜板，所述X轴溜板的下方通过直线电机安装座安装有X轴直线电机动子，所述X轴直线电机动子和X轴溜板的轴线面相互重合，所述X轴溜板的下方安装有X轴位置传感器，所述X轴位置传感器的工作面与X轴光栅尺相平行，所述X轴溜板的下方安装有第一撞块，所述拖链托板的表面与X轴拖链的一端固定连接，所述X轴拖链的另一端通过直接与X轴溜板固定连接，所述Y轴组件包括Y轴导轨座、Y轴拖链托板和Y轴拖链，所述Y轴导轨座的表面安装有两组Y轴直线导轨，所述Y轴导轨座的上平面安装有Y轴直线电机定子，所述Y轴直线导轨与Y轴直线电机定子平行，所述Y轴导轨座上平面的两端皆安装有第二液压缓冲器，所述Y轴光栅尺两端的一侧皆安装有限位板，所述Y轴导轨座的表面设置有Y轴上溜板和Y轴侧溜板，所述Y轴导轨座的表面安装有滑枕，所述Y轴上溜板和Y轴侧溜板皆通过螺栓与滑枕固定连接，所述Y轴上溜板的下方安装有第二撞块，所述Y轴侧溜板的内侧面安装有限位开关，所述限位开关的轴线面与限位板重合，所述激光头安装在Y轴侧溜板上；
所述十字运动矩形滑台模组包括载体部分、中间部分和底座部分，所述载体部分的下侧设置有中间部分，且中间部分的下侧设置有底座部分，所述载体部分包括载台面板，所述载台面板的中心位置固定安装有Y轴直线电机线圈，所述载台面板上固定安装有第一极限位置开关和第一撞块，所述载台面板上对称安装有两组Y轴直线导轨，所述中间部分包括预压座，所述预压座共设置有两组，两组所述预压座对称安装在中间连板的两边，所述预压座上安装有预压块，所述Y轴直线导轨贴合预压块，所述Y轴直线导轨的下端与中间连板相连接，所述中间连板的中心位置固定安装有X轴直线电机线圈，所述中间连板的一侧安装有第二撞块和第二极限位置开关，所述中间连板的另一侧安装有Y轴直线电机磁轨和第一限位板，所述底座部分包括X轴直线电机磁轨，所述X轴直线电机磁轨固定安装在底座安装板的中心位置，所述底座安装板上对称安装有X轴直线导轨，且X轴直线导轨与X轴直线电机线圈平行，所述底座安装板上对称安装有第二液压缓冲器和第二限位板。
优选的，所述X轴溜板由X轴直线电机动子驱动。
优选的，所述Y轴上溜板和对称角板表面的两端对称安装有角板和对称角板。
优选的，所述Y轴侧溜板的内侧面上安装有Y轴直线电机动子和Y轴位置传感器。
优选的，所述Y轴上溜板通过Y轴直线电机动子驱动，所述Y轴直线导轨的侧面安装有第二液压缓冲器。
优选的，所述Y轴导轨座的侧面贴合有Y轴光栅尺。
优选的，所述载台面板上安装有第一光栅反馈读数头，所述中间连板上安装有与Y轴直线导轨平行的第一光栅尺，所述中间连板上安装有第二光栅反馈读数头，所述底座安装板上安装有与X轴直线导轨平行的第二光栅尺。
优选的，所述预压座上开设有螺丝孔，所述预压块通过顶丝旋钮安装在预压座上，所述顶丝旋钮插设在螺丝孔内。
优选的，所述第一撞块和第二撞块上均等距开设有孔洞，且孔洞的横截面为圆形。
优选的，所述中间连板上安装有第一液压缓冲器，且第一液压缓冲器对称安装在第一光栅尺的两侧，所述底座安装板上安装有第二液压缓冲器，且第二液压缓冲器对称安装在第二光栅尺的两侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明整体实现四轴联动，龙门平台实现了X轴、Y轴的联动，在数控系统的控制下，可执行亚微米级的精确运动，通过第一液压缓冲器实现超行程吸收动能保护，通过光栅尺X轴光栅尺位置反馈形成闭环精确运动控制，第二液压缓冲器实现超行程吸收动能保护，通过Y轴光栅尺位置反馈形成闭环精确运动控制，十字运动矩形滑台模组采用UMAC运动控制器控制直驱电机，并使用光栅系统实现最终的精度要求，关键轴系X、Y的线型运动采用交叉滚子导轨进行导向运动，可以保证高速运动和频繁加减速运动，实现精确的位置步进和快速的响应。
附图说明
图1为本发明的结构立体示意图；
图2为本发明中龙门平台A的结构立体示意图；
图3为本发明中X轴组件的结构立体示意图；
图4为本发明中X轴组件的结构正视示意图；
图5为本发明中Y轴组件的结构立体示意图；
图6为本发明中Y轴组件的结构侧视示意图；
图7为本发明的结构正视示意图；
图8为本发明中载体部分的结构立体示意图；
图9为本发明中中间部分的结构俯视示意图；
图10为本发明中中间部分的结构仰视示意图；
图11为本发明中底座部分的结构立体示意图。
图中：A、龙门平台；B、十字运动矩形滑台模组；C、激光头；1、X轴组件；101、X轴位置传感器；102、X轴溜板；103、X轴拖链；104、第一液压缓冲器；105、X轴直线导轨；106、X轴导轨座；107、导轨滑枕；108、拖链托板；109、X轴光栅尺；110、X轴直线电机定子；111、X轴直线电机动子；112、直线电机安装座；113、第一撞块；2、Y轴组件；201、Y轴直线电机动子；202、限位开关；203、Y轴位置传感器；204、Y轴直线导轨；205、角板；206、Y轴拖链；207、对称角板；208、滑枕；209、Y轴上溜板；210、Y轴侧溜板；211、Y轴光栅尺；212、限位板；213、Y轴直线电机定子；214、第二液压缓冲器；215、Y轴拖链托板；216、Y轴导轨座；217、第二撞块；3、平台主体；4、载体部分；401、载台面板；402、Y轴直线电机线圈；403、第一光栅反馈读数头；404、第一极限位置开关；405、第一撞块；406、Y轴直线导轨；5、中间部分；501、预压座；502、预压块；503、中间连板；504、X轴直线电机线圈；505、第二撞块；506、第二极限位置开关；507、第二光栅反馈读数头；508、Y轴直线电机磁轨；509、第一限位板；510、第一液压缓冲器；511、第一光栅尺；6、底座部分；601、X轴直线电机磁轨；602、底座安装板；603、X轴直线导轨；604、第二光栅尺；605、第二液压缓冲器；606、第二限位板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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1-11，本发明提供的一种实施例：
一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，包括龙门平台A、十字运动矩形滑台模组B和激光头C，龙门平台A包括X轴组件1、Y轴组件2和平台主体3，X轴组件1包括X轴导轨座106，X轴导轨座106的表面安装有X轴直线导轨105，且X轴直线导轨105的两端皆安装有第一液压缓冲器104，X轴导轨座106的表面安装有过渡板，X轴导轨座106的表面通过过渡板安装有X轴光栅尺109，X轴导轨座106的表面通过螺栓固定有X轴直线电机定子110，且X轴直线电机定子110与X轴直线导轨105互相平行，X轴导轨座106的侧面安装有拖链托板108，X轴导轨座106的表面安装有导轨滑枕107，导轨滑枕107的表面通过螺栓固定连接有X轴溜板102，X轴溜板102的下方通过直线电机安装座112安装有X轴直线电机动子111，X轴直线电机动子111和X轴溜板102的轴线面相互重合，X轴溜板102的下方安装有X轴位置传感器101，X轴位置传感器101的工作面与X轴光栅尺109相平行，X轴溜板102的下方安装有第一撞块113，拖链托板108的表面与X轴拖链103的一端固定连接，X轴拖链103的另一端通过直接与X轴溜板102固定连接，Y轴组件2包括Y轴导轨座216、Y轴拖链托板215和Y轴拖链206，Y轴导轨座216的表面安装有两组Y轴直线导轨204，Y轴导轨座216的上平面安装有Y轴直线电机定子213，Y轴直线导轨204与Y轴直线电机定子213平行，Y轴导轨座216上平面的两端皆安装有第二液压缓冲器214，Y轴光栅尺211两端的一侧皆安装有限位板212，Y轴导轨座216的表面设置有Y轴上溜板209和Y轴侧溜板210，Y轴导轨座216的表面安装有滑枕208，Y轴上溜板209和Y轴侧溜板210皆通过螺栓与滑枕208固定连接，Y轴上溜板209的下方安装有第二撞块217，Y轴侧溜板210的内侧面安装有限位开关202，限位开关202的轴线面与限位板212重合，激光头C安装在Y轴侧溜板210上；
十字运动矩形滑台模组B包括载体部分4、中间部分5和底座部分6，载体部分4的下侧设置有中间部分5，且中间部分5的下侧设置有底座部分6，载体部分4包括载台面板401，载台面板401的中心位置固定安装有Y轴直线电机线圈402，载台面板401上固定安装有第一极限位置开关404和第一撞块405，载台面板401上对称安装有两组Y轴直线导轨406，中间部分5包括预压座501，预压座501共设置有两组，两组预压座501对称安装在中间连板503的两边，预压座501上安装有预压块502，Y轴直线导轨406贴合预压块502，Y轴直线导轨406的下端与中间连板503相连接，中间连板503的中心位置固定安装有X轴直线电机线圈504，中间连板503的一侧安装有第二撞块505和第二极限位置开关506，中间连板503的另一侧安装有Y轴直线电机磁轨508和第一限位板509，底座部分6包括X轴直线电机磁轨601，X轴直线电机磁轨601固定安装在底座安装板602的中心位置，底座安装板602上对称安装有X轴直线导轨603，且X轴直线导轨603与X轴直线电机线圈504平行，底座安装板602上对称安装有第二液压缓冲器605和第二限位板606。
进一步的，X轴溜板102可以通过X轴直线电机动子111驱动，X轴直线导轨105导向实现往复直线运动，两端分别安装了液压缓冲器第一液压缓冲器104实现超行程吸收动能保护，通过光栅尺X轴光栅尺109位置反馈形成闭环精确运动控制。
进一步的，Y轴上溜板209和对称角板207表面的两端对称安装有角板205和对称角板207，形成固定的溜板组合件，直线往复滑动；
进一步的，Y轴侧溜板210的内侧面上安装有Y轴直线电机动子201和Y轴位置传感器203，Y轴位置传感器203的工作面平行于光栅尺表面，Y轴直线电机动子201轴线面跟Y轴直线电机定子Y轴直线电机定子213轴线面重合。
进一步的，Y轴上溜板209通过Y轴直线电机动子201驱动，Y轴直线导轨204导向实现往复直线运动，限位开关202实现超程终端控制，Y轴直线导轨204的侧面安装有第二液压缓冲器214，通过第二液压缓冲器214实现超行程吸收动能保护，Y轴导轨座216的侧面贴合有Y轴光栅尺211，通过Y轴光栅尺211位置反馈形成闭环精确运动控制。
进一步的，载台面板401上安装有第一光栅反馈读数头403，中间连板503上安装有与Y轴直线导轨406平行的第一光栅尺511，中间连板503上安装有第二光栅反馈读数头507，底座安装板602上安装有与X轴直线导轨603平行的第二光栅尺604，如图，该结构用于通过光栅尺来使得X、Y轴都能够进行精确定位。
进一步的，预压座501上开设有螺丝孔，预压块502通过顶丝旋钮安装在预压座501上，顶丝旋钮插设在螺丝孔内，如图，该结构用于通过转动顶丝旋钮来调节导轨的直线度。
进一步的，第一撞块405和第二撞块505上均等距开设有孔洞，且孔洞的横截面为圆形，如图和图，该结构使得撞块在受到撞击时，可以通过孔洞进行内部形变，以增加撞块的可形变面积，使得撞块的承载力变强。
进一步的，中间连板503上安装有第一液压缓冲器510，且第一液压缓冲器510对称安装在第一光栅尺511的两侧，底座安装板602上安装有第二液压缓冲器605，且第二液压缓冲器605对称安装在第二光栅尺604的两侧，如图和图，该结构用于对装置进行缓冲，以避免发生碰撞。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，包括龙门平台(A)、十字运动矩形滑台模组(B)和激光头(C)，其特征在于：所述龙门平台(A)包括X轴组件(1)、Y轴组件(2)和平台主体(3)，所述X轴组件(1)包括X轴导轨座(106)，所述X轴导轨座(106)的表面安装有X轴直线导轨(105)，且X轴直线导轨(105)的两端皆安装有第一液压缓冲器(104)，所述X轴导轨座(106)的表面安装有过渡板，所述X轴导轨座(106)的表面通过过渡板安装有X轴光栅尺(109)，所述X轴导轨座(106)的表面通过螺栓固定有X轴直线电机定子(110)，且X轴直线电机定子(110)与X轴直线导轨(105)互相平行，所述X轴导轨座(106)的侧面安装有拖链托板(108)，所述X轴导轨座(106)的表面安装有导轨滑枕(107)，所述导轨滑枕(107)的表面通过螺栓固定连接有X轴溜板(102)，所述X轴溜板(102)的下方通过直线电机安装座(112)安装有X轴直线电机动子(111)，所述X轴直线电机动子(111)和X轴溜板(102)的轴线面相互重合，所述X轴溜板(102)的下方安装有X轴位置传感器(101)，所述X轴位置传感器(101)的工作面与X轴光栅尺(109)相平行，所述X轴溜板(102)的下方安装有第一撞块(113)，所述拖链托板(108)的表面与X轴拖链(103)的一端固定连接，所述X轴拖链(103)的另一端通过直接与X轴溜板(102)固定连接，所述Y轴组件(2)包括Y轴导轨座(216)、Y轴拖链托板(215)和Y轴拖链(206)，所述Y轴导轨座(216)的表面安装有两组Y轴直线导轨(204)，所述Y轴导轨座(216)的上平面安装有Y轴直线电机定子(213)，所述Y轴直线导轨(204)与Y轴直线电机定子(213)平行，所述Y轴导轨座(216)上平面的两端皆安装有第二液压缓冲器(214)，所述Y轴光栅尺(211)两端的一侧皆安装有限位板(212)，所述Y轴导轨座(216)的表面设置有Y轴上溜板(209)和Y轴侧溜板(210)，所述Y轴导轨座(216)的表面安装有滑枕(208)，所述Y轴上溜板(209)和Y轴侧溜板(210)皆通过螺栓与滑枕(208)固定连接，所述Y轴上溜板(209)的下方安装有第二撞块(217)，所述Y轴侧溜板(210)的内侧面安装有限位开关(202)，所述限位开关(202)的轴线面与限位板(212)重合，所述激光头(C)安装在Y轴侧溜板(210)上；
所述十字运动矩形滑台模组(B)包括载体部分(4)、中间部分(5)和底座部分(6)，所述载体部分(4)的下侧设置有中间部分(5)，且中间部分(5)的下侧设置有底座部分(6)，所述载体部分(4)包括载台面板(401)，所述载台面板(401)的中心位置固定安装有Y轴直线电机线圈(402)，所述载台面板(401)上固定安装有第一极限位置开关(404)和第一撞块(405)，所述载台面板(401)上对称安装有两组Y轴直线导轨(406)，所述中间部分(5)包括预压座(501)，所述预压座(501)共设置有两组，两组所述预压座(501)对称安装在中间连板(503)的两边，所述预压座(501)上安装有预压块(502)，所述Y轴直线导轨(406)贴合预压块(502)，所述Y轴直线导轨(406)的下端与中间连板(503)相连接，所述中间连板(503)的中心位置固定安装有X轴直线电机线圈(504)，所述中间连板(503)的一侧安装有第二撞块(505)和第二极限位置开关(506)，所述中间连板(503)的另一侧安装有Y轴直线电机磁轨(508)和第一限位板(509)，所述底座部分(6)包括X轴直线电机磁轨(601)，所述X轴直线电机磁轨(601)固定安装在底座安装板(602)的中心位置，所述底座安装板(602)上对称安装有X轴直线导轨(603)，且X轴直线导轨(603)与X轴直线电机线圈(504)平行，所述底座安装板(602)上对称安装有第二液压缓冲器(605)和第二限位板(606)。
2.根据权利要求1所述的一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，其特征在于：所述X轴溜板(102)由X轴直线电机动子(111)驱动。
3.根据权利要求1所述的一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，其特征在于：所述Y轴上溜板(209)和对称角板(207)表面的两端对称安装有角板(205)和对称角板(207)。
4.根据权利要求1所述的一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，其特征在于：所述Y轴侧溜板(210)的内侧面上安装有Y轴直线电机动子(201)和Y轴位置传感器(203)。
5.根据权利要求1所述的一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，其特征在于：所述Y轴上溜板(209)通过Y轴直线电机动子(201)驱动，所述Y轴直线导轨(204)的侧面安装有第二液压缓冲器(214)。
6.根据权利要求1所述的一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，其特征在于：所述Y轴导轨座(216)的侧面贴合有Y轴光栅尺(211)。
7.根据权利要求1所述的一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，其特征在于：所述载台面板(401)上安装有第一光栅反馈读数头(403)，所述中间连板(503)上安装有与Y轴直线导轨(406)平行的第一光栅尺(511)，所述中间连板(503)上安装有第二光栅反馈读数头(507)，所述底座安装板(602)上安装有与X轴直线导轨(603)平行的第二光栅尺(604)。
8.根据权利要求1所述的一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，其特征在于：所述预压座(501)上开设有螺丝孔，所述预压块(502)通过顶丝旋钮安装在预压座(501)上，所述顶丝旋钮插设在螺丝孔内。
9.根据权利要求1所述的一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，其特征在于：所述第一撞块(405)和第二撞块(505)上均等距开设有孔洞，且孔洞的横截面为圆形。
10.根据权利要求1所述的一种特殊的龙门架构的多轴联动平台，其特征在于：所述中间连板(503)上安装有第一液压缓冲器(510)，且第一液压缓冲器(510)对称安装在第一光栅尺(511)的两侧，所述底座安装板(602)上安装有第二液压缓冲器(605)，且第二液压缓冲器(605)对称安装在第二光栅尺(604)的两侧。
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CN114082605A (zh) * 2022-01-20 2022-02-25 常州铭赛机器人科技股份有限公司 三轴运动装置及其安装方法

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