CN115076316A - 一种直线滑台模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直线滑台模组。这种直线滑台模组，主要包括手轮或电机、轴承座组件、联轴器、丝杆螺母组件、导轨、滑块组件、防尘组件和位置感应组件，手轮或电机通过联轴器联接驱动由轴承座组件支撑的丝杆作回转运动，带动与丝杆螺母刚性联接的滑块组件，轴承座组件承受轴向反作用力，滑块组件通过四排滚子的滚动摩擦或多条耐磨条的滑动摩擦由两侧导轨导向产生相应的直线往复运动。本发明承载能力强，导向定位精度高，结构紧凑，噪音低，滑块组件、防尘组件易于润滑、调整、维护、更换，寿命长成本低，采用不同材质多种结构组合可以适用于空间小、大负载、高精度、低成本的各种应用场合。

Description

一种直线滑台模组
技术领域
本发明涉及一种直线滑台模组，尤其涉及将电机或手轮的旋转运动转换成滑台直线往复运动的装置。
背景技术
随着时代的发展，对自动化技术要求不断提升，模块化标准化系列化的直线滑台模组通过各种简便的组合就能组成加工、装配、检测及机械臂等设备，满足各种复杂的工况。
现有的直线滑台模组要么承载能力弱，要么防尘效果差噪音大，要么结构复杂占用空间大，要么精度低寿命短，要么成本太高维护难度大，很难多方面兼顾。
发明内容
本发明为了适应技术发展，克服现有缺陷提供了一种直线滑台模组，采用模块化标准化设计，设计相同或安装尺寸相同的系列组件用不同材质多种结构组合以适应各种应用场合。
实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述装置主要包括手轮或电机、轴承座组件、联轴器、丝杆螺母组件、导轨、滑块组件、防尘组件和位置感应组件，手轮或电机通过联轴器联接驱动由轴承座组件支撑的丝杆作回转运动，带动与丝杆螺母刚性联接的滑块组件，轴承座组件承受轴向反作用力，滑块组件通过四排滚子的滚动摩擦或多条耐磨条的滑动摩擦由两侧导轨导向产生相应的直线往复运动。
优选伺服电机或是闭环步进通过联轴器直连驱动滚珠丝杆螺母组件，电机也可以通过同步带传动折返布置减小模组的总长度，精度要求不高的场合由手轮或步进电机驱动梯形丝杆螺母组件能降低成本，标准梯形丝杆螺母组件采用钢和铜螺母的组合，用塑料螺母加消间隙弹簧的设计可以进一步降低成本。
优选电机座轴承座一体设计，安装简便并减少模组长度。通过选配不同的电机联接板可以联接各种规格的电机，固定侧轴承座优选DF配对角接触轴承组合。
标准丝杆螺母通过法兰螺栓孔联接滑块，紧凑布局的设计时由单个或多个锥面固定销靠侧面双向斜度消除丝杆螺母和滑块的间隙，并由紧定螺钉固定锁死，空间更小的应用场合采用一体螺母滑块的设计。
滑块组件优选带滚子保持链带的设计，紧凑型的滚子和滚子保持链带组件如图4中d和e部位所示，滚子间隔安装在滚子保持链带中，d处采用2瓣包裹结构，防止滚子从滚子保持链带脱落，过转角换向时2瓣包裹结构产生弹性变形，由于e处的结构设计限制了2瓣卡爪的变形位移距离，不会产生塑性变形，这种设计减小换向所需的转角圆弧大小，结构更紧凑，标准的滚子和滚子保持链带组件滚子更长，滚子保持链带可以采用ded或ede结构的组合，滚子和滚子保持链带组件既防止滚子在滚动、换向过程中互相摩擦撞击产生磨损和噪音，又减少了滚子的数量防止滑块由于滚子过多产生较大的阻力，还可以让滚子保持链带间隙中可以容纳更多的润滑油脂，滑块组件装配、维护更简便，通过滚子滚动摩擦由两侧导轨导向，保证模组实现高精度高速静音直线往复运动，大大延长模组的使用寿命，长度较短的滑块组件可以采用全滚子无滚子保持链带的设计。
在使用要求更低的场合滑块组件可以采用多条耐磨条的组合通过滑动摩擦由两侧导轨导向以简化滑块结构降低成本，耐磨条截面可以是长方形或者L型，材质可以是铜合金或是超高分子量聚乙烯、含氟塑胶等耐磨材料。
如图2中a部位所示，滑块有2处3面侧壁精加工的凹槽，既可以安装触发传感器信号的挡板也可以用来精确定位与滑块固定联接的外部工作部件或是连接块。
优选一体模组导轨设计，如图2中b和c部位所示，导轨截面两侧采用不等高的布局，与常规两侧等高的一体模组导轨相比截面惯性距略微降低，所以抗弯能力差别不大，这样设计可以减轻模组整体重量，增加可用空间，既可以用来安装设置传感器组件也可以减少模组多轴复合布置时的总装厚度。
优选全封闭的防尘结构，钢带通过由两侧滑块防尘罩导向的滑块，由两侧钢带压板固定在模组上，滑块防尘罩螺栓过孔设计为腰形孔，可以上下调节安装位置，调整钢带张紧力，补偿滑块防尘罩与钢带滑动摩擦部位的磨损，滑块防尘罩中有毛毡靠圆线弹簧紧贴钢带使空隙更小，橡胶磁条用双面胶分别粘在两侧防尘挡板对应的凹槽中吸附钢带，防尘效果更好，全封闭的模组可以让滑块防护采用简化设计，在大多数应用场合侧面刮板、密封垫片、防尘盖、自润滑组件等可以省略或者变成选配件，电机和轴承座由护罩防护。
优选伺服电机或是闭环步进系统使滑台模组能够精确定位，也可以选用传感器控制滑台模组，感应挡板固定在滑块上，传感器安装在模组侧面防尘挡板的梯形槽中，方便调节正负限位和零点感应的位置。
如图5中f、g和h部位所示，润滑油脂从注油嘴通过滑块内部相应孔注入丝杆螺母组件和滚子阵列中，滚子通过滚动循环接触润滑滑块和导轨的滚动摩擦面。
二轴组合应用的场合优选一体滑块设计，能降低总装厚度，简化结构方便安装，超高精度的应用场合，一体化设计机械角度无法调整，可以选用定制的多轴系统通过二轴联动补偿角度误差。
可以采用分体滑台的设计便于间隙调整，同规格的导轨滑块也可以适应不同跨距的应用场合，提高通用性。
本发明的有益效果是：承载能力强，导向定位精度高，结构紧凑，噪音低，滑块组件、防尘组件易于润滑、调整、维护、更换，寿命长成本低，采用不同材质多种结构组合可以适用于空间小、大负载、高精度、低成本的各种应用场合。
附图说明
图1为本发明的第一个实施方式，电机驱动全封闭直线模组（带光电传感器组件）的立体剖切图1。
图2为电机驱动全封闭直线模组（带光电传感器组件）的立体剖切图2。
图3滚子（带滚子保持链带）滑块组件立体爆炸图。
图4滚子和滚子保持链带组件局部立体放大图。
图5滚子滑块组件立体爆炸剖切图。
图6为本发明的第三个实施方式，电机驱动正交二轴全封闭一体滑块模组的立体剖切图。
图7为本发明的第四个实施方式，电机驱动分体倒装滑台的剖视图。
附图标注说明
1-深沟球轴承；2-钢带压板；3-平头螺钉；4-防尘挡板1；5-钢带；6-滑块防尘罩；7-内六角螺栓；8-滑块；9-滚珠丝杆螺母组件；10-锥面固定销；11-毛毡；12-角接触轴承；13-轴承调整环；14-电机轴承座压板；15-锁紧螺母；16-内六角螺栓；17-联轴器；18-电机；19-电机轴承座护罩；20-一体电机轴承座；21-内六角螺栓；22-滑块端盖1；23-滚子导向块；24-滚子；25-滚子保持链带；26-滚子导向保持架；27-滑块端盖2；28-内六角螺栓；29-一体模组导轨本体；30-内六角螺栓；31-支持侧端盖；32-平头螺钉；33-光电感应挡板；34-微型光电传感器；35-内六角螺栓；36-防尘挡板2；37-螺栓盖板；38-六角螺栓；39-平头螺钉；40-橡胶磁条；41-圆线弹簧；42-丝杆螺母；43-紧定螺钉；44-滚子挡条；45-注油嘴；46-滚子挡条压条；47-滚子挡条；48-滚子；49-滚子导向保持架；50-滑块；51-滑块端盖1；52-滑块端盖2；53-滚子导向块；54-正交二轴一体滑块；55-分体导轨；56-滚子导向保持架；57-导轨平台；58-滚珠丝杆螺母组件；59-分体滑块；60-内六角螺栓；61-内六角螺栓；62-滑块平台；63-滚子；64-滚子保持链带；65-滚子挡条；66-紧定螺钉；67-螺母；
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
本发明的第一个实施方式：
如图1至4所示，一种电机驱动全封闭直线模组（带光电传感器组件及滚子保持链带），其特征在于：所述装置主要包括电机（18）、电机轴承座组件、联轴器（17）、滚珠丝杆螺母组件（9）、一体模组导轨本体（29）、滚子（带滚子保持链带）滑块组件、支持侧轴承座组件、防尘组件和位置感应组件。
如图1所示，电机轴承座组件由角接触轴承（12）、轴承调整环（13）、电机轴承座压板（14）及锁紧螺母（15）组成，支持侧轴承座组件由深沟球轴承（1）及支持侧端盖（31）组成。
电机（18）固定安装于一体电机轴承座（20）上，一体电机轴承座（20）通过内六角螺栓（16）和（21）与一体模组导轨本体（20）固定联接，电机（18）通过联轴器（17）联接滚珠丝杆螺母组件（9），DF配对的角接触轴承（12）安装于一体电机轴承座（20）中，由轴承座压板（14）和锁紧螺母（15）消除轴承间隙并锁紧，支持侧轴承座组件通过内六角螺栓（30）与一体模组导轨本体（20）固定联接，两侧角接触轴承（12）和深沟球轴承（1）组合支撑滚珠丝杆作高精度的回转运动并承受轴向反作用力。
如图1和3所示，滚珠丝杆螺母组件（9）通过两个锥面固定销（10）与滑块（8）刚性联接。锥面固定销（10）靠侧面双向斜度消除丝杆螺母（42）和滑块（8）的间隙，并由紧定螺钉（43）固定锁死。
如图3所示，滚子（带滚子保持链带）滑块组件由滑块防尘罩（6）、内六角螺栓（7）、滑块（8）、锥面固定销（10）、毛毡（11）、滑块端盖1（22）、滚子导向块（23）、滚子（24）、滚子保持链带（25）、滚子导向保持架（26）、滑块端盖2（27）、内六角螺栓（28）、圆线弹簧（41）、丝杆螺母（42）、紧定螺钉（43）、滚子挡条（44）及注油嘴（45）组成。
如图1至4所示，滑块(8)由一体模组导轨本体（29）与滚子（带滚子保持链带）滑块组件中四条交叉布置的滚子（24）和滚子保持链带（25）组件通过滚动摩擦导向实现高精度的直线往复运动。
如图2中a部位所示，滑块（8）有2处3面侧壁精加工的凹槽，既可以安装触发传感器信号的挡板也可以用来精确定位与滑块（8）固定联接的外部工作部件或是连接块。
如图2中b和c部位所示，一体模组导轨本体（29）截面两侧采用不等高的布局，与常规两侧等高的一体模组导轨相比截面惯性距略微降低，所以抗弯能力差别不大，这样设计可以减轻模组整体重量，增加可用空间，既可以用来安装设置传感器组件也可以减少模组多轴复合布置时的总装厚度。
如图4中d和e部位所示，滚子（24）间隔安装在滚子保持链带（25）中，d处采用2瓣包裹结构，防止滚子（24）从滚子保持链带（25）脱落，过转角换向时2瓣包裹结构产生弹性变形，由于e处的结构设计限制了2瓣卡爪的变形位移距离，不会产生塑性变形，这种设计减小换向所需的转角圆弧大小，结构更紧凑，滚子和滚子保持链带组件既防止滚子（24）在滚动、换向过程中互相摩擦撞击产生磨损和噪音，又减少了滚子的数量防止滑块由于滚子过多产生较大的阻力，还可以让滚子保持链带间隙中可以容纳更多的润滑油脂，滑块组件装配、维护更简便，保证模组实现高精度高速静音直线往复运动，并大大延长模组的使用寿命。
如图1至3所示，防尘组件由钢带压板（2）、防尘挡板1（4）、钢带（5）、滑块防尘罩（6）、毛毡（11）、电机轴承座护罩（19）、防尘挡板2（36）、螺栓盖板（37）及圆线弹簧（41）组成。
钢带（5）通过由两侧滑块防尘罩（6）导向的滑块（8），两侧钢带压板（2）通过平头螺钉（3）与一体电机轴承座（20）和支持侧端盖（31）固定联接，滑块防尘罩（6）通过内六角螺栓（7）与滑块（8）固定联接，滑块防尘罩（6）螺栓过孔设计为腰形孔，可以上下调节安装位置，调整钢带张紧力，补偿滑块防尘罩（6）与钢带（5）滑动摩擦部位的磨损，滑块防尘罩（6）中有毛毡（11）靠圆线弹簧（41）紧贴钢带（5）使空隙更小，防尘挡板1（4）通过平头螺钉（39）与一体模组导轨本体（20）固定联接，防尘挡板2（36）通过六角螺栓（38）与一体模组导轨本体（20）固定联接，橡胶磁条（40）用双面胶分别粘在防尘挡板1（4）和防尘挡板2（36）对应的凹槽中吸附钢带（5），防尘效果更好，两瓣电机轴承座护罩（19）对插安装在一体电机轴承座（20）上。
如图2所示，微型光电传感器组件由光电感应挡板（33）及微型光电传感器（34）组成。
光电感应挡板（33）通过平头螺钉（32）安装在滑块（8）上，微型光电传感器（34）通过内六角螺栓（35）安装在防尘挡板2（36）的梯形槽中，方便调节正负限位和零点感应的位置。
如图3所示，润滑油脂可以从注油嘴（45）通过滑块（8）内部相应孔注入丝杆螺母（42）和滚子（24）与滚子保持链带（25）中，滚子（24）通过滚动循环接触润滑滑块（8）和一体模组导轨本体（29）的滚动摩擦面。
本发明的第二个实施方式：
如图2所示，一种电机驱动全封闭直线模组（带光电传感器组件），其特征在于：所述装置主要包括电机（18）、轴承座组件、联轴器（17）、滚珠丝杆螺母组件（9）、一体模组导轨本体（29）、滚子滑块组件、防尘组件和位置感应组件。
一体模组导轨本体（29）的结构和第一个实施方式相同仅滚动槽尺寸略有不同，轴承座组件、防尘组件和位置感应组件和第一个实施方式相同。
如图5所示，滚子滑块组件由滚子挡条压条（46）、滚子挡条（47）、滚子（48）、滚子导向保持架（49）、滑块（50）、滑块端盖1（51）、滑块端盖2（52）及滚子导向块（53）组成。
如图5中f、g和h部位所示，润滑油脂可以通过滑块（50）f处注入内部相应孔，由g处进入丝杆螺母，由h处进入滚子（48）中，滚子（48）通过滚动循环接触润滑滑块（8）和一体模组导轨本体（29）的滚动摩擦面。
本发明的第三个实施方式：
如图6所示，一种电机驱动正交二轴全封闭一体滑块模组，其特征在于：所述装置主要包括正交二轴一体滑块（54）和两套电机（18）、电机轴承座组件、联轴器（17）、滚珠丝杆螺母组件（9）、一体模组导轨本体（29）、支持侧轴承座组件及防尘组件。
正交二轴一体滑块（54）把这两套轴系总装在一起。
本发明的第四个实施方式：
如图7所示，一种电机驱动分体倒装滑台，其特征在于：所述装置主要包括分体导轨（55）、滚子导向保持架（56）、导轨平台（57）、滚珠丝杆螺母组件（58）、分体滑块（59）、内六角螺栓（60）、内六角螺栓（61）、滑块平台（62）、滚子（63）、滚子保持链带（64）、滚子挡条（65）、紧定螺钉（66）、螺母（67）。
电机固定安装于电机座上，电机通过联轴器联接滚珠丝杆螺母组件（58），DF配对的角接触轴承安装于轴承座中，由轴承座压板和锁紧螺母消除轴承间隙并锁紧，电机座、轴承座与导轨平台（57）固定联接，两侧角接触轴承和深沟球轴承组合支撑滚珠丝杆作高精度的回转运动并承受轴向反作用力。
滚珠丝杆螺母组件（58）通过带法兰的丝杆螺母由内六角螺栓与滑块平台（62）刚性联接固定。
分体导轨（55）由内六角螺栓（60）固定在导轨平台(57)上，一侧由紧定螺钉（66）消除装配间隙精确定位，螺母（67）起防松调节的作用，分体滑块（59）由内六角螺栓（61）固定在滑块平台（62）上，导轨平台（57）由分体导轨（55）与分体滑块（59）中四条交叉布置的滚子（63）和滚子保持链带（64）组件通过滚动摩擦导向实现高精度的直线往复运动。
以上所述，仅是本发明的较佳实施方式，并不是把保护范围局限于此，凡是依据本发明的技术实质不经过创造性劳动所做的追加、变更、删除与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围以内，因此本发明专利的保护范围应涵盖所附权利要求范围或者这种范围的等同形式内的全部变化和修改案例。

Claims (10)

1.一种直线滑台模组，其特征在于：所述装置主要包括手轮或电机、轴承座组件、联轴器、丝杆螺母组件、导轨、滑块组件、防尘组件和位置感应组件，手轮或电机通过联轴器联接驱动由轴承座组件支撑的丝杆作回转运动，带动与丝杆螺母刚性联接的滑块组件，轴承座组件承受轴向反作用力，滑块组件通过四排滚子的滚动摩擦或多条耐磨条的滑动摩擦由两侧导轨导向产生相应的直线往复运动。
2.根据权利要求1所述一种直线滑台模组，其特征在于：电机也可以通过同步带传动折返布置减小模组的总长度，精度要求不高的场合由手轮或电机驱动梯形丝杆螺母组件能降低成本，标准梯形丝杆螺母组件采用钢和铜螺母的组合，用塑料螺母加消间隙弹簧的设计可以进一步降低成本，电机座和轴承座可以采用一体设计，安装简便并减少模组长度，通过选配不同的电机联接板可以联接各种规格的电机，固定侧轴承座采用DF配对角接触轴承组合。
3.根据权利要求1所述一种直线滑台模组，其特征在于：标准丝杆螺母通过法兰螺栓孔联接滑块，紧凑布局的设计时由单个或多个锥面固定销靠侧面双向斜度消除丝杆螺母和滑块的间隙，并由紧定螺钉固定锁死，空间更小的应用场合采用一体螺母滑块的设计。
4.根据权利要求1所述一种直线滑台模组，其特征在于：滑块组件通过四排滚子的滚动摩擦或多条耐磨条的滑动摩擦由两侧导轨导向，实现直线往复运动，滚子滑块组件有全滚子组合设计与滚子和滚子保持链带组合设计两个版本，滑块组件也可以采用多条耐磨条的组合通过滑动摩擦由两侧导轨导向以简化滑块结构降低成本，耐磨条截面可以是长方形或者L型，材质可以是铜合金或是超高分子量聚乙烯、含氟塑胶等耐磨材料。
5.根据权利要求1和5所述一种直线滑台模组，其特征在于：紧凑型的滚子和滚子保持链带组件如图4中d和e部位所示，滚子间隔安装在滚子保持链带中，d处采用2瓣包裹结构，防止滚子从滚子保持链带脱落，过转角换向时2瓣包裹结构产生弹性变形，由于e处的结构设计限制了2瓣卡爪的变形位移距离，不会产生塑性变形，这种设计减小换向所需的转角圆弧大小，结构更紧凑，标准的滚子和滚子保持链带组件滚子更长，滚子保持链带可以采用ded或ede结构的组合，滚子和滚子保持链带组件既防止滚子在滚动、换向过程中互相摩擦撞击产生磨损和噪音，又减少了滚子的数量防止滑块由于滚子过多产生较大的阻力，还可以让滚子保持链带间隙中可以容纳更多的润滑油脂。
6.根据权利要求1所述一种直线滑台模组，其特征在于：如图2中a部位所示，滑块有2处3面侧壁精加工的凹槽，既可以安装触发传感器信号的挡板也可以用来精确定位与滑块固定联接的外部工作部件或是连接块，常规采用两侧等高的导轨设计，也可以如图2中b和c部位所示，导轨截面两侧采用不等高的布局，与常规两侧等高的一体模组导轨相比截面惯性距略微降低，所以抗弯能力差别不大，这样设计可以减轻模组整体重量，增加可用空间，既可以用来安装设置传感器组件也可以减少模组多轴复合布置时的总装厚度。
7.根据权利要求1所述一种直线滑台模组，其特征在于：可以采用全封闭的防尘组件，钢带通过由两侧滑块防尘罩导向的滑块，由两侧钢带压板固定在模组上，滑块防尘罩螺栓过孔设计为腰形孔，可以上下调节安装位置，调整钢带张紧力，补偿滑块防尘罩与钢带滑动摩擦部位的磨损，滑块防尘罩中有毛毡靠圆线弹簧紧贴钢带使空隙更小，橡胶磁条用双面胶分别粘在两侧防尘挡板对应的凹槽中吸附钢带，防尘效果更好，全封闭的模组可以让滑块防护采用简化设计，在大多数应用场合侧面刮板、密封垫片、防尘盖、自润滑组件等可以省略或者变成选配件，电机和轴承座由护罩防护。
8.根据权利要求1所述一种直线滑台模组，其特征在于：可以由伺服电机或是闭环步进系统控制滑台模组精确定位，也可以选用传感器控制滑台模组，感应挡板固定在滑块上，传感器安装在模组侧面防尘挡板的梯形槽中，方便现场调节正负限位和零点感应的位置，如图5中f、g和h部位所示，润滑油脂从注油嘴通过滑块内部相应孔注入丝杆螺母组件和滚子阵列中，滚子通过滚动循环接触润滑滑块和导轨的滚动摩擦面。
9.根据权利要求1所述一种直线滑台模组，其特征在于：二轴组合应用的场合可以采用一体滑块设计，能降低总装厚度，简化结构方便安装，超高精度的应用场合，一体化设计机械角度无法调整，可以选用定制的多轴系统通过二轴联动补偿角度误差。
10.根据权利要求1所述一种直线滑台模组，其特征在于：可以采用分体滑台的设计便于间隙调整，同规格的导轨滑块也可以适应不同跨距的应用场合，提高通用性。
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