CN113251072A - 一种柔性双驱龙门伺服系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柔性双驱龙门伺服系统，其特征在于，包括沿X轴方向运动的X1轴机构、X2轴机构，沿Y轴方向运动的Y轴机构及沿Z轴方向运动Z轴机构，其中：X1轴机构及X2轴机构通过连接机构分别与Y轴机构的左右两端连接固定，Y轴机构与X1轴机构及X2轴机构通过连杆机构实现柔性连接，使得Y轴机构、X1轴机构及X2轴机构相互之间在Y轴方向上可以微小地进行调整，避免各轴卡死。本发明通过连杆机构、直线电机、导轨导向机构和连接板等机构的组合，实现柔性双驱龙门伺服系统。

Description

一种柔性双驱龙门伺服系统
技术领域
本发明涉及一种柔性双驱龙门伺服系统，适用于自动化设备，尤其是在空间小，结构紧凑，要求美观，简洁大气的整机自动化设备。
背景技术
随着国家经济的持续快速发展，我国正从劳动密集型制造业向智能制造业的方向转型升级，劳动人口的数量减少，劳动用人成本在快速上涨，传统汽车装配线正面临着深入的转型和升级。
现有技术中，一般设备的龙门式双驱结构都使用定位销或者定位块，来定位X/Y/Z轴的连接，这种形式，很难安装调试，不便维修，且存在操作不便的现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：一般设备的龙门式双驱结构都使用定位销或者定位块，来定位X/Y/Z轴的连接，这种形式，很难安装调试，不便维修，且存在操作不便的现象。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种柔性双驱龙门伺服系统，其特征在于，包括沿X轴方向运动的X1轴机构、X2轴机构，沿Y轴方向运动的Y轴机构及沿Z轴方向运动Z轴机构，其中：X1轴机构及X2轴机构通过连接机构分别与Y轴机构的左右两端连接固定，Y轴机构与X1轴机构及X2轴机构通过连杆机构实现柔性连接，使得Y轴机构、X1轴机构及X2轴机构相互之间在Y轴方向上可以微小地进行调整，避免各轴卡死；X1轴机构及X2轴机构与Y轴机构相互垂直，且X1轴机构与X2轴机构相互平行；Z轴机构设于Y轴机构上。
优选地，所述X1轴机构与所述X2轴机构的结构相同包括X轴电机定子、X轴电机动子、X轴滑块、X轴连接板及X轴滑轨，X轴滑轨设于X轴连接板上，X轴滑轨上设有X轴滑块，X轴电机动子配合X轴电机定子驱动X轴滑块沿X轴滑轨在X轴方向上做定向的直线运动。
优选地，所述X轴滑轨的末端设有缓冲器或者尼龙块作为缓冲和死挡，以限制所述X轴电机动子在合适的位置。
优选地，所述Y轴机构包括Y轴电机定子、Y轴电机动子、Y轴滑块、Y轴滑轨及Y轴连接板，Y轴连接板的左右两端分别通过各自的所述连杆机构与所述X1轴机构的所述X轴滑块以及所述X2轴机构的所述X轴滑块铰接；Y轴滑轨设于Y轴连接板上，Y轴滑轨上设有Y轴滑块，Y轴电机动子配合Y轴电机定子驱动Y轴滑块沿Y轴滑轨在Y轴方向上做定向的直线运动。
优选地，所述Y轴滑轨的末端有缓冲器或者尼龙块作为缓冲和死挡，以限制所述Y轴电机动子在合适的位置。
优选地，所述连杆机构包括分别固定在所述X轴滑块及所述Y轴连接板端部的连接板一及连接板三，连接板一与连接板三相互垂直；连接板一及连接板三内分别穿设有连接轴一及连接轴二，连接板二的两端通过连接轴一及连接轴二分别与连接板一及连接板三铰接。
优选地，所述连接轴一和所述连接轴二为高精度的垂直轴，使得在组装时，所述X1轴机构、所述X2轴机构与所述Y轴机构相互垂直，并且所述X1轴机构与所述X2轴机构相互平行，避免出现内八字或者外八字。
优选地，所述X1轴机构、所述X2轴机构、所述Y轴机构及所述Z轴机构采用绝对值编码器实时感应电机动子的位置，从而获得所述X1轴机构、所述X2轴机构、所述Y轴机构及所述Z轴机构的运行情况，实现高精度定位。
本发明通过连杆机构、直线电机、导轨导向机构和连接板等机构的组合，实现柔性双驱龙门伺服系统。与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明结构紧凑，占用空间小。通过连杆机构和导轨导向机构，使各轴柔性连接，垂直放置，直线运动，尽可能的增大了设备运行的有效行程。
(2)本发明安装简单，调试简便，便于维修。利用四连杆机构，使X1/X2轴与Y轴通过铰链的柔性连接，使Y轴方向可以进行微小的调整，防止在安装和调试时设备卡死，也可以防止X1和X2轴在安装和调试时出现内八字或者外八字的现象。
(3)本发明操作简单。利用连杆机构，导轨导向机构和连接件，使设备成为一个整体，整个放到机架上，通过简单调试就可以运行。
(4)本发明外形简洁，极具科技感。
附图说明
图1为本发明一种柔性双驱龙门伺服系统的一个方向的轴测图；
图2为本发明一种柔性双驱龙门伺服系统的另一个方向的轴测图；
图3为本发明一种柔性双驱龙门伺服系统的俯视图；
图4位本发明一种柔性双驱龙门伺服系统的正视图。
图中：
1.1—X1轴机构，1.2—X2轴机构，1.3—Y轴机构，1.4—Z轴机构；
2.1—X1轴电机定子，2.2—X1轴电机动子，2.3—X1轴滑块，2.4—X1轴连接板，2.5—X1轴滑轨，2.6—Y轴电机定子，2.7—Y轴电机动子，2.8—Y轴滑块，2.9—Y轴滑轨，2.10—Y轴连接板，2.11—X2轴连接板；
3.1—连接板一，3.2—连接轴一，3.3—连接板二，3.4—连接轴二，3.5—连接板三，3.6—连接板四，3.7—连接轴三，3.8—连接板五。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，在整机自动化设备上安装本发明提供的一种柔性双驱龙门伺服系统，包括X1轴机构1.1、X2轴机构1.2、Y轴机构1.3及Z轴机构1.4。X1轴机构1.1及X2轴机构1.2在Y轴机构1.3两侧相对平行设置。Z轴机构1.4设置在Y轴机构1.3上。
X1轴机构1.1与X2轴机构1.2的结构相同，以X1轴机构1.1为例，包括X1轴电机定子2.1、X1轴电机动子2.2、X1轴滑块2.3、X1轴连接板2.4、X1轴滑轨2.5。X1轴滑轨2.5安装在X1轴连接板2.4上，X1轴滑轨2.5上安装X1轴滑块2.3。X1轴电机动子2.2配合X1轴电机定子2.1驱动X1轴滑块2.3沿X1轴滑轨2.5在X轴方向上做定向的直线运动，X1轴滑轨2.5的末端有缓冲器或者尼龙块作为缓冲和死挡，限制X1轴电机动子2.2在合适的位置。
Y轴机构1.3包括Y轴电机定子2.6、Y轴电机动子2.7、Y轴滑块2.8、Y轴滑轨2.9及Y轴连接板2.10。Y轴连接板2.10的左右两端分别通过各自的连杆机构与X1轴机构1.1的X1轴滑块2.3以及X2轴机构的X2轴滑块铰接，使得X1轴机构1.1、X2轴机构1.2与Y轴机构1.3相连时为柔性连接，在Y轴方向上，可以微小地进行调整，避免各轴卡死。
位于Y轴连接板2.10左右两端的连杆机构的结构相同，本实施例以将Y轴连接板2.10与X1轴滑块2.3铰接的连杆机构为例，包括分别固定在X1轴滑块2.3上的连接板一3.1及连接板三3.5，连接板一3.1与连接板三3.5相互垂直。连接板一3.1及连接板三3.5内分别穿设有连接轴一3.2及连接轴二3.4，连接板二3.3的两端通过连接轴一3.2及连接轴二3.4分别与连接板一3.1及连接板三3.5铰接。其中，连接轴一3.2和连接轴二3.4为高精度的垂直轴，这使得在组装时，X1轴机构1.1、X2轴机构1.2与Y轴机构1.3会相互垂直，并且X1轴机构1.1与X2轴机构1.2会相互平行，避免出现内八字或者外八字，极大地简便了安装、调试和维修的工作，省时省力。
Y轴滑轨2.9安装在Y轴连接板2.10上，Y轴滑轨2.9上有Y轴滑块2.8，Y轴电机动子2.7配合Y轴电机定子2.6驱动Y轴滑块2.8沿Y轴滑轨2.9在Y轴方向上做定向的直线运动，Y轴滑轨2.9的末端有缓冲器或者尼龙块作为缓冲和死挡，限制Y轴电机动子2.7在合适的位置。
本实施例中，X1轴机构1.1、X2轴机构1.2、Y轴机构1.3及Z轴机构1.4选用绝对值编码器感应位置，可以实时知道电机定子的位置，从而知道各轴的运行情况，实现高精度定位。在本实施例中，设置原点位以及前后极限位。在设备运行时，原点位可使设备处于绝对的原点位置。前后极限位可使设备运行至此处时能够停下来，防止损坏设备。

Claims (8)

1.一种柔性双驱龙门伺服系统，其特征在于，包括沿X轴方向运动的X1轴机构、X2轴机构，沿Y轴方向运动的Y轴机构及沿Z轴方向运动Z轴机构，其中：X1轴机构及X2轴机构通过连接机构分别与Y轴机构的左右两端连接固定，Y轴机构与X1轴机构及X2轴机构通过连杆机构实现柔性连接，使得Y轴机构、X1轴机构及X2轴机构相互之间在Y轴方向上可以微小地进行调整，避免各轴卡死；X1轴机构及X2轴机构与Y轴机构相互垂直，且X1轴机构与X2轴机构相互平行；Z轴机构设于Y轴机构上。
2.如权利要求1所述的一种柔性双驱龙门伺服系统，其特征在于，所述X1轴机构与所述X2轴机构的结构相同包括X轴电机定子、X轴电机动子、X轴滑块、X轴连接板及X轴滑轨，X轴滑轨设于X轴连接板上，X轴滑轨上设有X轴滑块，X轴电机动子配合X轴电机定子驱动X轴滑块沿X轴滑轨在X轴方向上做定向的直线运动。
3.如权利要求2所述的一种柔性双驱龙门伺服系统，其特征在于，所述X轴滑轨的末端设有缓冲器或者尼龙块作为缓冲和死挡，以限制所述X轴电机动子在合适的位置。
4.如权利要求2所述的一种柔性双驱龙门伺服系统，其特征在于，所述Y轴机构包括Y轴电机定子、Y轴电机动子、Y轴滑块、Y轴滑轨及Y轴连接板，Y轴连接板的左右两端分别通过各自的所述连杆机构与所述X1轴机构的所述X轴滑块以及所述X2轴机构的所述X轴滑块铰接；Y轴滑轨设于Y轴连接板上，Y轴滑轨上设有Y轴滑块，Y轴电机动子配合Y轴电机定子驱动Y轴滑块沿Y轴滑轨在Y轴方向上做定向的直线运动。
5.如权利要求4所述的一种柔性双驱龙门伺服系统，其特征在于，所述Y轴滑轨的末端有缓冲器或者尼龙块作为缓冲和死挡，以限制所述Y轴电机动子在合适的位置。
6.如权利要求4所述的一种柔性双驱龙门伺服系统，其特征在于，所述连杆机构包括分别固定在所述X轴滑块及所述Y轴连接板端部的连接板一及连接板三，连接板一与连接板三相互垂直；连接板一及连接板三内分别穿设有连接轴一及连接轴二，连接板二的两端通过连接轴一及连接轴二分别与连接板一及连接板三铰接。
7.如权利要求6所述的一种柔性双驱龙门伺服系统，其特征在于，所述连接轴一和所述连接轴二为高精度的垂直轴，使得在组装时，所述X1轴机构、所述X2轴机构与所述Y轴机构相互垂直，并且所述X1轴机构与所述X2轴机构相互平行，避免出现内八字或者外八字。
8.如权利要求4所述的一种柔性双驱龙门伺服系统，其特征在于，所述X1轴机构、所述X2轴机构、所述Y轴机构及所述Z轴机构采用绝对值编码器实时感应电机动子的位置，从而获得所述X1轴机构、所述X2轴机构、所述Y轴机构及所述Z轴机构的运行情况，实现高精度定位。
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