CN114536034B - 一种适用于精密搬运机构的xyz轴三向精度补偿结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构，包括机构上安装板、机构下安装板，机构上安装板上设置导向组件、弹力柱塞；导向组件设置于机构上安装板的四角处，位于机构上安装板的相对边沿上对称分布设置弹力柱塞，弹力柱塞的底部顶接于机构下安装板上，导向组件插接于机构下安装板上；导向组件包括导向套、导向轴，导向套固定于机构上安装板上，导向轴于导向套中且导向轴底部插接于机构下安装板上，通过搬运机构的Z轴向下运动挤压到弹力柱塞能够使导向轴与导向套分离，分离的导向轴与导向套之间形成有配合间隙；机构上安装板上还设置顶紧螺丝。本发明实现了搬运机构的XYZ轴三向精度补偿；提高了搬运成功率、搬运精度、搬运质量。
Description
技术领域
本发明属于精密机床设备部件技术领域，具体地是涉及一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构。
背景技术
精密数控加工机床设备的搬运机构通过自身的X轴、Y轴、Z轴控制着搬运动作，X轴、Y轴、Z轴决定了搬运机构的搬运精度；搬运机构的搬运过程：首先将半成品从切割盘运送到清洗模块，再运送到翻转干燥模块，切割过程会把一整块的半成品切割成若干块小的半成品，为了把小的半成品工件搬运至下一个加工模块，会采用带有密集吸孔的吸盘分别吸住每一个小的半成品工件，来运送至下一个加工模块；搬运机构搬运的工件边长小到2mm左右，搬运所用吸盘的吸气孔直径已经接近最小的工件边长，一旦搬运位置不正常，吸盘与工件贴合位置出现偏差，真空很有可能会在错位偏出的吸孔泄露，会出现搬运不畅、影响结构精度及强度、甚至搬运失败；现有技术中用以解决搬运精度的问题是采用高精度丝杠来配合搬运机构X轴、Y轴、Z轴，此种方式精度提升不佳，而且成本过高。因此，搬运机构的搬运精度很重要，为了解决上述问题，目前亟需研制出一种可以提高搬运精度的且能够很好地配合于搬运机构使用的精度补偿结构。
发明内容
本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明提供一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构，包括机构上安装板、机构下安装板，所述机构上安装板与机构下安装板平行设置，所述机构上安装板上贯穿设置有导向组件、弹力柱塞；
所述导向组件设置于机构上安装板的四角处，位于所述机构上安装板的相对边沿上对称分布设置弹力柱塞，所述弹力柱塞的底部顶接于机构下安装板上表面，所述导向组件底部插接于机构下安装板上；
所述导向组件包括导向套、导向轴，导向套固定于机构上安装板上，导向轴贯穿于导向套中且导向轴底部插接于机构下安装板上，通过搬运机构的Z轴向下运动挤压到弹力柱塞能够使导向轴与导向套分离，分离的导向轴与导向套之间形成有配合间隙；
所述机构上安装板上还设置有顶紧螺丝，所述顶紧螺丝贯穿连接于机构上安装板上，所述顶紧螺丝底部顶接于机构下安装板上表面。
作为本发明的一种优选方案，位于所述机构上安装板的相对边沿上对称分布设置多个柱塞定位通孔，柱塞定位通孔内安装弹力柱塞，每条边沿上的柱塞定位通孔等间距设置。
进一步地，所述弹力柱塞包括柱塞壳体、弹簧以及球面头柱，柱塞壳体一端设置有出口，柱塞壳体另一端为封闭端，弹簧设置于柱塞壳体内部，球面头柱通过弹簧的配合下可活动连接于柱塞壳体的出口处。
更进一步地，所述球面头柱位于柱塞壳体内的一端连接有卡块，柱塞壳体的出口处设置有与卡块配合的出口卡位，弹簧一端连接于柱塞壳体内的封闭端，弹簧另一端与卡块相连，球面头柱与机构下安装板上表面顶接的部位为圆弧形。
作为本发明的另一种优选方案，所述机构上安装板的四角处设置有用于安装导向组件的组件固定通孔，导向套上端设置有第二卡盘，第二卡盘上分布设置有螺钉安装沉孔，导向套通过螺钉配合螺钉安装沉孔固定安装于机构上安装板上；所述导向轴上端设置有第一卡盘，导向轴通过第一卡盘卡接于导向套的第二卡盘上。
作为本发明的另一种优选方案，所述导向套设置有内锥面，所述导向轴设置成与导向套的内锥面相配合的锥形结构，锥形结构的导向轴底部设置插接柱头，机构下安装板上设置有与插接柱头配合的插接孔。
作为本发明的另一种优选方案，所述分离的导向轴与导向套之间形成的配合间隙尺寸为0.3～1毫米。
作为本发明的另一种优选方案，所述机构下安装板底部四周分布设置有定位销，通过定位销将所述的精度补偿结构与其下方的带有密集吸孔的吸盘进行定位。
本发明有益效果：
1、本发明提供了一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构，该发明是通过弹力柱塞与锥形结构的导向轴、具有内锥面的导向套构成的导向组件的配合，实现了搬运机构的XYZ轴三向精度补偿；提高了搬运成功率、搬运精度、搬运质量，避免了以往选用高精度丝杠带来的成本过高问题。
2、由弹力柱塞与锥形结构的导向轴、具有内锥面的导向套构成的导向组件的配合，通过搬运机构Z轴向下的运动挤压弹力柱塞，可使导向轴、导向套产生配合间隙，用以补偿搬运机构加工精度，电机故障产生的误差，弹力柱塞提供的顶紧力又可使机构在没有运行误差的情况下，可以像现有机构一样使用，所设置的顶紧螺丝可使机构上安装板与机构下安装板相对位置准确。
附图说明
图1是本发明一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构的平面结构示意图。
图2是本发明一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构的立体爆炸式结构示意图。
图3是本发明一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构的弹力柱塞未被挤压情况下的导向组件的状态结构示意图。
图4是图3的剖视结构示意图。
图5是本发明一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构的弹力柱塞被挤压情况下的导向组件的状态结构示意图。
图6是图5的剖视结构示意图。
图7是本发明一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构的弹力柱塞的结构示意图。
图中标记：1为弹力柱塞、2为导向套、3为导向轴、4为顶紧螺丝、5为机构上安装板、6为机构下安装板、7为定位销、8为组件固定通孔、9为柱塞定位通孔、10为内锥面、11为螺钉安装沉孔、12为第一卡盘、13为第二卡盘、14为配合间隙、15为球面头柱、16为出口卡位、17为卡块、18为柱塞壳体、19为弹簧、20为导向组件、21为插接孔、22为插接柱头。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，本发明的一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构，包括机构上安装板5、机构下安装板6、导向组件20、弹力柱塞1、顶紧螺丝4。
所述机构上安装板5与机构下安装板6平行设置，所述机构上安装板5上贯穿设置导向组件20、弹力柱塞1；所述机构上安装板5上还设置顶紧螺丝4，所述顶紧螺丝4贯穿连接于机构上安装板5上，所述顶紧螺丝4底部顶接于机构下安装板6上表面，所述顶紧螺丝4设置有四个，分别对应设置于每个导向组件20内侧的机构上安装板5上，如图2所示。
所述导向组件20设置于机构上安装板5的四角处，位于所述机构上安装板5的相对边沿上对称分布设置弹力柱塞1，所述弹力柱塞1的底部顶接于机构下安装板6上表面，所述导向组件20底部插接于机构下安装板6上。
所述导向组件20包括导向套2、导向轴3，导向套2固定于机构上安装板5上，导向轴3贯穿于导向套2中且导向轴3底部插接于机构下安装板6上，通过搬运机构的Z轴向下运动挤压到弹力柱塞1能够使导向轴3与导向套2分离，分离的导向轴3与导向套2之间形成有配合间隙14，如图3至图6所示。
如图2所示，位于所述机构上安装板5的相对边沿上对称分布设置十个柱塞定位通孔9，柱塞定位通孔9内安装弹力柱塞1，每条边沿上的五个柱塞定位通孔9等间距设置；需说明的是，柱塞定位通孔9所设置的个数由实际使用需要进行设定，不局限于本发明给出的此种实施例中的个数。
如图7所示的弹力柱塞1的结构示意图，所述弹力柱塞1包括柱塞壳体18、弹簧19以及球面头柱15，柱塞壳体18一端设置有出口，柱塞壳体18另一端为封闭端，弹簧19设置于柱塞壳体18内部，球面头柱15通过弹簧19的配合下可活动连接于柱塞壳体18的出口处。
所述球面头柱15位于柱塞壳体18内的一端连接有卡块17，柱塞壳体18的出口处设置有与卡块17配合的出口卡位16，弹簧19一端连接于柱塞壳体18内的封闭端，弹簧19另一端与卡块17相连，球面头柱15与机构下安装板6上表面顶接的部位为圆弧形。
另外，需说明的是，本发明的弹力柱塞1可以直接用普通弹簧来代替，只要是可以起到弹力支撑作用的柱体均可，都在本发明保护范围内。
所述机构上安装板5的四角处设置有用于安装导向组件20的组件固定通孔8，导向套2上端设置有第二卡盘13，第二卡盘13上分布设置有螺钉安装沉孔11，导向套2通过螺钉配合螺钉安装沉孔11固定安装于机构上安装板5上；所述导向轴3上端设置有第一卡盘12，导向轴3通过第一卡盘12卡接于导向套2的第二卡盘13上。
所述导向套2设置有内锥面10，所述导向轴3设置成与导向套2的内锥面10相配合的锥形结构，锥形结构的导向轴3底部设置插接柱头22，机构下安装板6上设置有与插接柱头22配合的插接孔21。
所述分离的导向轴3与导向套2之间形成的配合间隙14尺寸为0.3～1mm。
所述机构下安装板6底部四周分布设置有定位销7，通过定位销7将所述的精度补偿结构与其下方的带有密集吸孔的吸盘进行定位。
具体地，本发明主要是通过所设置的弹力柱塞1与锥形结构的导向轴3、具有内锥面10的导向套2构成的导向组件20的配合，实现了通过搬运机构Z轴向下的运动挤压弹力柱塞1，能够使弹力柱塞1内部的弹簧19被压缩约4～7毫米，使锥形结构的导向轴3与具有内锥面10的导向套2分离，形成约为0.3毫米的配合间隙14，极限情况配合间隙14可达1mm，如图6所示，由此实现了X轴、Y轴、Z轴方向的精度补偿；从而降低了故障率，提高了搬运精度、工作效率。所述顶紧螺丝4是为了顶紧机构上安装板5与机构下安装板6，解决了由于初装或者更换吸盘后精调过程中上下两安装板挤压机构产生错位的问题。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构，其特征在于：包括机构上安装板、机构下安装板，所述机构上安装板与机构下安装板平行设置，所述机构上安装板上贯穿设置有导向组件、弹力柱塞；所述导向组件设置于机构上安装板的四角处，位于所述机构上安装板的两个长边侧对称分布设置弹力柱塞，所述弹力柱塞的底部顶接于机构下安装板上表面，所述导向组件底部插接于机构下安装板上；所述导向组件包括导向套、导向轴，导向套固定于机构上安装板上，导向轴贯穿于导向套中且导向轴底部插接于机构下安装板上，通过搬运机构的Z轴向下运动挤压到弹力柱塞能够使导向轴与导向套分离，分离的导向轴与导向套之间形成有配合间隙；所述机构上安装板上还设置有顶紧螺丝，所述顶紧螺丝贯穿连接于机构上安装板上，所述顶紧螺丝底部顶接于机构下安装板上表面；所述导向套设置有内锥面，所述导向轴设置成与导向套的内锥面相配合的锥形结构，锥形结构的导向轴底部设置插接柱头，机构下安装板上设置有与插接柱头配合的插接孔；所述分离的导向轴与导向套之间形成的配合间隙尺寸为0.3～1毫米。
2.根据权利要求1所述的一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构，其特征在于：位于所述机构上安装板的两个长边侧对称分布设置多个柱塞定位通孔，柱塞定位通孔内安装弹力柱塞，每个柱塞定位通孔等间距设置。
3.根据权利要求1所述的一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构，其特征在于：所述弹力柱塞包括柱塞壳体、弹簧以及球面头柱，柱塞壳体一端设置有出口、另一端为封闭端，弹簧设置于柱塞壳体内部，球面头柱通过弹簧的配合下可活动连接于柱塞壳体的出口处。
4.根据权利要求3所述的一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构，其特征在于：所述球面头柱位于柱塞壳体内的一端连接有卡块，柱塞壳体的出口处设置有与卡块配合的出口卡位，弹簧一端连接于柱塞壳体内的封闭端、另一端与卡块相连，球面头柱与机构下安装板上表面顶接的部位为圆弧形。
5.根据权利要求1所述的一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构，其特征在于：所述机构上安装板的四角处设置有用于安装导向组件的组件固定通孔，导向套上端设置有第二卡盘，第二卡盘上分布设置有螺钉安装沉孔，导向套通过螺钉配合螺钉安装沉孔固定安装于机构上安装板上；所述导向轴上端设置有第一卡盘，导向轴通过第一卡盘卡接于导向套的第二卡盘上。
6.根据权利要求1所述的一种适用于精密搬运机构的XYZ轴三向精度补偿结构，其特征在于：所述机构下安装板底部四周分布设置有定位销，通过定位销将所述的精度补偿结构与其下方的带有密集吸孔的吸盘进行定位。
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