CN113464618B - 一种高精度丝杠调节结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度丝杠调节结构,驱动部包括一级丝杠调节组件和二级丝杠调节组件,分别由一级伺服电机和二级伺服电机驱动;一级丝杠调节组件和二级丝杠调节组件分别具有一级位移传感器和二级位移传感器;控制部包括伺服驱动器、D/A转换器、信号输入面板、变送器、A/D转换器和差值计算器;差值计算器与信号输入面板电性连接;信号输入面板具有模式选择和运行模块,以及偏离值显示屏。本发明通过设置两级丝杠调节结构,能够实现位移的粗调和精调分开处理,通过对两级丝杠调节结构的实际位移数据采集,与输入位移进行比较,并通过不同模式的驱动切换,能够满足不同模式下的需求,以及高精度的调节标准,智能化更强,调节效果更好。
Description
技术领域
本发明涉及自动化直线轨道运行调节技术领域,更具体的说是涉及一种高精度丝杠调节结构。
背景技术
丝杠螺母机构又称螺旋传动机构。它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。有以传递能量为主的,如螺旋压力机、千斤顶等;也有以传递运动为主的,如机床工作台的进给丝杠;还有调整零件之间相对位置的螺旋传动机构等。
当将旋转运动变换为直线运动时,普通的丝杠螺母机构虽然能够实现,但是在运行精度上却不易满足使用需求,随着自动化发展的要求越来越高,对于机械运动精度和不同应用模式的使用需求也就越来越高。
因此,如何提供一种能够实现多模式切换,且运行精度高的丝杠调节结构,是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种高精度丝杠调节结构,旨在解决上述技术问题。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种高精度丝杠调节结构,包括驱动部和控制部;
所述驱动部包括一级丝杠调节组件和二级丝杠调节组件;所述一级丝杠调节组件和所述二级丝杠调节组件分别由一级伺服电机和二级伺服电机驱动;所述二级丝杠调节组件安装在所述一级丝杠调节组件的一级滑块上;所述二级丝杠调节组件的二级滑块用于连接工作端;所述一级丝杠调节组件和所述二级丝杠调节组件分别具有用于检测行程位移的一级位移传感器和二级位移传感器;所述一级丝杠调节组件用于位移粗调,所述二级丝杠调节组件用于位移精调;
所述控制部包括与所述一级伺服电机和所述二级伺服电机分别电性连接的伺服驱动器,以及与所述伺服驱动器依次电性连接的D/A转换器和信号输入面板;所述控制部还包括与所述一级位移传感器和所述二级位移传感器分别电性连接的变送器,以及与所述变送器依次电性连接的A/D转换器和差值计算器;所述差值计算器与所述信号输入面板电性连接;所述信号输入面板具有模式选择和运行模块,以及偏离值显示屏。
通过上述技术方案,本发明通过设置两级丝杠调节结构,能够实现位移的粗调和精调分开处理,通过对两级丝杠调节结构的实际位移数据采集,与输入位移进行比较,并通过不同模式的驱动切换,能够满足不同模式下的需求,以及高精度的调节标准,智能化更强,调节效果更好。
优选的,在上述一种高精度丝杠调节结构中,所述一级丝杠调节组件包括一级运行槽轨、一级丝杠、一级伺服电机、一级滑块和一级位移传感器;所述一级运行槽轨为长条形结构,且其内侧沿其长度方向形成有一级刻度标识;所述一级丝杠两端与所述一级运行槽轨的两端转动连接;所述一级伺服电机固定在所述一级运行槽轨的一端端头外侧,且其动力输出轴与所述一级丝杠的端头通过联轴器连接;所述一级滑块与所述一级丝杠螺纹连接,且与所述一级运行槽轨滑动连接,所述二级丝杠调节组件安装在所述一级滑块上;所述一级位移传感器固定在所述一级滑块上,且其红外感应探头与所述一级刻度标识对应。能够满足丝杠滑块的运动需求,以及实际位移的检测需求。
优选的,在上述一种高精度丝杠调节结构中,所述二级丝杠调节组件包括二级运行槽轨、二级丝杠、二级伺服电机、二级滑块和二级位移传感器;所述二级运行槽轨固定在所述一级滑块上,且其内侧沿其长度方向形成有二级刻度标识;所述二级丝杠两端与所述二级运行槽轨的两端转动连接;所述二级伺服电机固定在所述二级运行槽轨的一端端头外侧,且其动力输出轴与所述二级丝杠的端头通过联轴器连接;所述二级滑块与所述二级丝杠螺纹连接,且与所述二级运行槽轨滑动连接,所述二级滑块上开设有工作端安装孔;所述二级位移传感器固定在所述二级滑块上,且其红外感应探头与所述二级刻度标识对应。能够满足丝杠滑块的运动需求,以及实际位移的检测需求。
优选的,在上述一种高精度丝杠调节结构中,所述模式选择和运行模块包括普通共行模式单元、高精度配合模式单元和自动调节模式单元。本发明提供三种不同的模式,以适应普通的低精度、高效率需求,和高精度需求,以及超高精度的调节需求。
优选的,在上述一种高精度丝杠调节结构中,所述普通共行模式单元能够实现对所述一级伺服电机和所述二级伺服电机的同时驱动。普通共行模式单元仅进行同时驱动,由于一个路程分为两部分同时进行,运行效率提高,精度存在误差。
优选的,在上述一种高精度丝杠调节结构中,所述高精度配合模式单元能够先对所述一级伺服电机进行驱动,并经过所述差值计算器对所述一级位移传感器检测的数值与输入值求差后,再对所述二级伺服电机进行驱动。高精度配合模式单元通过运行过程中的分级检测再进行调节,两级丝杠结构是分开先后运动的,虽然速度降低,但是精度更高。
优选的,在上述一种高精度丝杠调节结构中,所述自动调节模式单元能够实现对所述一级伺服电机和所述二级伺服电机的同时驱动,并经过所述差值计算器对所述一级位移传感器和所述二级位移传感器检测的数值与输入值求差后,再对所述二级伺服电机进行补偿驱动。自动调节模式单元在运行后再进行一步自动调节动作,精度再次提高。
优选的,在上述一种高精度丝杠调节结构中,进入不同的模式单元后,将需要运行的数值输入,进行相应的驱动操作后,再根据所述一级位移传感器和所述二级位移传感器检测的数值与输入值求差后,将偏离值显示在偏离值显示屏上。能够实时对误差值进行监测,便于调节。偏离值可以根据上下不同的偏离方向以正负号标记。
优选的,在上述一种高精度丝杠调节结构中,所述偏离值显示屏电性连接有报警器。当误差值过大时可以报警提示。
优选的,在上述一种高精度丝杠调节结构中,所述一级伺服电机和所述二级伺服电机分别电性连接有复位按钮。能够在异常发生后进行手动复位。
需要说明的是,为了能够实现一级丝杠调节组件的位移粗调和二级丝杠调节组件的位移精调区分,二级丝杠的螺纹间距要小于一级丝杠的螺纹间距。而且,对于粗调和精调的确定,可以根据实际需求做出决定。如:可以采用百分比划分的方式,一级丝杠调节组件调节总行程的90%,二级丝杠调节组件调节总行程的10%。或者,如:采用位数划分的方式,当需要调节1.2m时,一级丝杠调节组件调节1m,二级丝杠调节组件调节0.2m。以上的设定可以根据需求选择,不做赘述。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种高精度丝杠调节结构,具有以下有益效果:
1、本发明通过设置两级丝杠调节结构,能够实现位移的粗调和精调分开处理,通过对两级丝杠调节结构的实际位移数据采集,与输入位移进行比较,并通过不同模式的驱动切换,能够满足不同模式下的需求,以及高精度的调节标准,智能化更强,调节效果更好。
2、本发明提供三种不同的模式,以适应普通的低精度、高效率需求,和高精度需求,以及超高精度的调节需求:普通共行模式单元仅进行同时驱动,由于一个路程分为两部分同时进行,运行效率提高,精度存在误差;高精度配合模式单元通过运行过程中的分级检测再进行调节,两级丝杠结构是分开先后运动的,虽然速度降低,但是精度更高;自动调节模式单元在运行后再进行一步自动调节动作,精度再次提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的高精度丝杠调节结构的电信号连接框架图;
图2附图为本发明提供的驱动部的结构示意图;
图3附图为本发明提供的一级丝杠调节组件的结构示意图;
图4附图为本发明提供的二级丝杠调节组件的结构示意图。
其中:
1-驱动部;
11-一级丝杠调节组件;111-一级运行槽轨;112-一级丝杠;113-一级伺服电机;114-一级滑块;115-一级位移传感器;116-一级刻度标识;12-二级丝杠调节组件;121-二级运行槽轨;122-二级丝杠;123-二级伺服电机;124-二级滑块;125-二级位移传感器;126-二级刻度标识;127-工作端安装孔;
2-控制部;
21-伺服驱动器;22-D/A转换器;23-信号输入面板;231-模式选择和运行模块;2311-普通共行模式单元;2312-高精度配合模式单元;2313-自动调节模式单元;232-偏离值显示屏;24-变送器;25-A/D转换器;
26-差值计算器;27-报警器;28-复位按钮。
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。
参见附图1至附图4,本发明实施例公开了一种高精度丝杠调节结构,包括驱动部1和控制部2;
驱动部1包括一级丝杠调节组件11和二级丝杠调节组件12;一级丝杠调节组件11和二级丝杠调节组件12分别由一级伺服电机113和二级伺服电机123驱动;二级丝杠调节组件12安装在一级丝杠调节组件11的一级滑块114上;二级丝杠调节组件12的二级滑块124用于连接工作端;一级丝杠调节组件11和二级丝杠调节组件12分别具有用于检测行程位移的一级位移传感器115和二级位移传感器125;一级丝杠调节组件11用于位移粗调,二级丝杠调节组件12用于位移精调;
控制部2包括与一级伺服电机113和二级伺服电机123分别电性连接的伺服驱动器21,以及与伺服驱动器21依次电性连接的D/A转换器22和信号输入面板23;控制部2还包括与一级位移传感器115和二级位移传感器125分别电性连接的变送器24,以及与变送器24依次电性连接的A/D转换器25和差值计算器26;差值计算器26与信号输入面板23电性连接;信号输入面板23具有模式选择和运行模块231,以及偏离值显示屏232。
为了进一步优化上述技术方案,一级丝杠调节组件11包括一级运行槽轨111、一级丝杠112、一级伺服电机113、一级滑块114和一级位移传感器115;一级运行槽轨111为长条形结构,且其内侧沿其长度方向形成有一级刻度标识116;一级丝杠112两端与一级运行槽轨111的两端转动连接;一级伺服电机113固定在一级运行槽轨111的一端端头外侧,且其动力输出轴与一级丝杠112的端头通过联轴器连接;一级滑块114与一级丝杠112螺纹连接,且与一级运行槽轨111滑动连接,二级丝杠调节组件12安装在一级滑块114上;一级位移传感器115固定在一级滑块114上,且其红外感应探头与一级刻度标识116对应。
为了进一步优化上述技术方案,二级丝杠调节组件12包括二级运行槽轨121、二级丝杠122、二级伺服电机123、二级滑块124和二级位移传感器125;二级运行槽轨121固定在一级滑块114上,且其内侧沿其长度方向形成有二级刻度标识126;二级丝杠122两端与二级运行槽轨121的两端转动连接;二级伺服电机123固定在二级运行槽轨121的一端端头外侧,且其动力输出轴与二级丝杠122的端头通过联轴器连接;二级滑块124与二级丝杠122螺纹连接,且与二级运行槽轨121滑动连接,二级滑块124上开设有工作端安装孔127;二级位移传感器125固定在二级滑块124上,且其红外感应探头与二级刻度标识126对应。
为了进一步优化上述技术方案,模式选择和运行模块231包括普通共行模式单元2311、高精度配合模式单元2312和自动调节模式单元2313。
为了进一步优化上述技术方案,普通共行模式单元2311能够实现对一级伺服电机113和二级伺服电机123的同时驱动。
为了进一步优化上述技术方案,高精度配合模式单元2312能够先对一级伺服电机113进行驱动,并经过差值计算器26对一级位移传感器115检测的数值与输入值求差后,再对二级伺服电机123进行驱动。
为了进一步优化上述技术方案,自动调节模式单元2313能够实现对一级伺服电机113和二级伺服电机123的同时驱动,并经过差值计算器26对一级位移传感器115和二级位移传感器125检测的数值与输入值求差后,再对二级伺服电机123进行补偿驱动。
为了进一步优化上述技术方案,进入不同的模式单元后,将需要运行的数值输入,进行相应的驱动操作后,再根据一级位移传感器115和二级位移传感器125检测的数值与输入值求差后,将偏离值显示在偏离值显示屏232上。
为了进一步优化上述技术方案,偏离值显示屏232电性连接有报警器27。
为了进一步优化上述技术方案,一级伺服电机113和二级伺服电机123分别电性连接有复位按钮28。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种高精度丝杠调节结构,其特征在于,包括驱动部(1)和控制部(2);
所述驱动部(1)包括一级丝杠调节组件(11)和二级丝杠调节组件(12);所述一级丝杠调节组件(11)和所述二级丝杠调节组件(12)分别由一级伺服电机(113)和二级伺服电机(123)驱动;所述二级丝杠调节组件(12)安装在所述一级丝杠调节组件(11)的一级滑块(114)上;所述二级丝杠调节组件(12)的二级滑块(124)用于连接工作端;所述一级丝杠调节组件(11)具有用于检测行程位移的一级位移传感器(115),所述二级丝杠调节组件(12)具有用于检测行程位移的二级位移传感器(125);所述一级丝杠调节组件(11)用于位移粗调,所述二级丝杠调节组件(12)用于位移精调;
所述控制部(2)包括与所述一级伺服电机(113)和所述二级伺服电机(123)分别电性连接的伺服驱动器(21),以及与所述伺服驱动器(21)依次电性连接的D/A转换器(22)和信号输入面板(23);所述控制部(2)还包括与所述一级位移传感器(115)和所述二级位移传感器(125)分别电性连接的变送器(24),以及与所述变送器(24)依次电性连接的A/D转换器(25)和差值计算器(26);所述差值计算器(26)与所述信号输入面板(23)电性连接;所述信号输入面板(23)具有模式选择和运行模块(231),以及偏离值显示屏(232);
所述模式选择和运行模块(231)包括普通共行模式单元(2311)、高精度配合模式单元(2312)和自动调节模式单元(2313);
所述普通共行模式单元(2311)能够实现对所述一级伺服电机(113)和所述二级伺服电机(123)的同时驱动;
所述高精度配合模式单元(2312)能够先对所述一级伺服电机(113)进行驱动,并经过所述差值计算器(26)对所述一级位移传感器(115)检测的数值与输入值求差后,再对所述二级伺服电机(123)进行驱动;
所述自动调节模式单元(2313)能够实现对所述一级伺服电机(113)和所述二级伺服电机(123)的同时驱动,并经过所述差值计算器(26)对所述一级位移传感器(115)和所述二级位移传感器(125)检测的数值与输入值求差后,再对所述二级伺服电机(123)进行补偿驱动。
2.根据权利要求1所述的一种高精度丝杠调节结构,其特征在于,所述一级丝杠调节组件(11)包括一级运行槽轨(111)、一级丝杠(112)、一级伺服电机(113)、一级滑块(114)和一级位移传感器(115);所述一级运行槽轨(111)为长条形结构,且其内侧沿其长度方向形成有一级刻度标识(116);所述一级丝杠(112)两端与所述一级运行槽轨(111)的两端转动连接;所述一级伺服电机(113)固定在所述一级运行槽轨(111)的一端端头外侧,且其动力输出轴与所述一级丝杠(112)的端头通过联轴器连接;所述一级滑块(114)与所述一级丝杠(112)螺纹连接,且与所述一级运行槽轨(111)滑动连接,所述二级丝杠调节组件(12)安装在所述一级滑块(114)上;所述一级位移传感器(115)固定在所述一级滑块(114)上,且其红外感应探头与所述一级刻度标识(116)对应。
3.根据权利要求2所述的一种高精度丝杠调节结构,其特征在于,所述二级丝杠调节组件(12)包括二级运行槽轨(121)、二级丝杠(122)、二级伺服电机(123)、二级滑块(124)和二级位移传感器(125);所述二级运行槽轨(121)固定在所述一级滑块(114)上,且其内侧沿其长度方向形成有二级刻度标识(126);所述二级丝杠(122)两端与所述二级运行槽轨(121)的两端转动连接;所述二级伺服电机(123)固定在所述二级运行槽轨(121)的一端端头外侧,且其动力输出轴与所述二级丝杠(122)的端头通过联轴器连接;所述二级滑块(124)与所述二级丝杠(122)螺纹连接,且与所述二级运行槽轨(121)滑动连接,所述二级滑块(124)上开设有工作端安装孔(127);所述二级位移传感器(125)固定在所述二级滑块(124)上,且其红外感应探头与所述二级刻度标识(126)对应。
4.根据权利要求1所述的一种高精度丝杠调节结构,其特征在于,进入不同的模式单元后,将需要运行的数值输入,进行相应的驱动操作后,再根据所述一级位移传感器(115)和所述二级位移传感器(125)检测的数值与输入值求差后,将偏离值显示在偏离值显示屏(232)上。
5.根据权利要求4所述的一种高精度丝杠调节结构,其特征在于,所述偏离值显示屏(232)电性连接有报警器(27)。
6.根据权利要求1所述的一种高精度丝杠调节结构,其特征在于,所述一级伺服电机(113)和所述二级伺服电机(123)分别电性连接有复位按钮(28)。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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