CN115831530A - 一种双向直线电磁机构自动调零装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直线电磁机构调零技术，涉及一种双向直线电磁机构自动调零装置和方法。伺服滑台固定在底板一侧，工作滑台固定在伺服滑台的滑动机构上，直线电磁机构固定在工作滑台上，底板另一端固定电机支架，电机支架上固定扭紧电机和调节电机，且两电机输出轴轴向均与底板长度方向平行；支撑架固定在电机支架与伺服滑台之间，支撑架上固定换向机，支撑架上还同轴固定拧紧套筒和调节套筒；换向机用于将扭紧电机的输出换向后带动拧紧套筒转动，换向机还用于将调节电机的输出换向后带动调节套筒转动；拧紧套筒和调节套筒分别用于和直线电磁机构的拧紧螺母和输出轴连接；传感器设置在扭紧电机输出轴上用于检测扭紧电机输出扭矩。

Description

一种双向直线电磁机构自动调零装置和方法

技术领域

本发明涉及直线电磁机构调零技术领域，尤其涉及一种双向直线电磁机构自动调零装置和方法。

背景技术

直线电磁机构用于直线运动领域，对于需要进行直线双向运动的直线电磁机构，需要将其调至电气零位，以实现额定指令下双向的对称运动，以实现所需功能输出。传统调零方案为纯手工调节，其需要使用力矩扳手等工具拧松锁紧螺母，调试测试后再锁紧，为达到所需精度，常调试多次，而调试锁紧时，手工操作会引起新的零位误差，因此，手工调试反复次数多、调试精度差，而且反复操作容易造成被调试件的损伤。为此，提出一种双向直线电磁机构的自动调零装置，其通过轴向伺服滑台实现直线电磁机构与拧紧套筒、调节套筒的同心对接，使用扭紧电机和调节电机实现旋拧的自动控制，通过扭矩传感器对旋拧力矩进行精准控制，而通过对电机的脉冲数量控制实现对旋拧角度的精准控制，避免过调现象，自动化调零装置可以实现电气零位的自动调节及锁紧，调试精度高，调试次数少，在直线电磁机构的调零领域具有较大优势。

发明内容

本发明的目的是提出了一种双向直线电磁机构的自动调零装置和方法，该装置具有自动调节直线电磁机构电气零位的作用，其通过直线伺服滑台实现对直线电磁机构轴向位置的调节，实现直线电磁机构内部轴、锁紧螺母和同心支撑架中的拧紧套筒和调节套筒的同心对接，并具有缓冲弹簧防止错对接导致的产品损伤，具有一定的容错性，在实现对接后，拧紧套筒和调节套筒通过扭紧电机和调节电机实现旋拧的自动控制，通过换向机实现旋拧方向的变动以实现拧紧与拧松的控制，通过扭矩传感器对旋拧力矩进行精准控制，通过对电机的脉冲数量控制实现对旋拧角度的精准控制，如此，在设定调试参数后，安装上直线电磁机构该自动调零装置即可实现对直线电磁机构的一键化自动调零，满足调试精度的要求，其不仅节省了人力，而且调试精度高，调试次数少，对直线电磁机构无损伤。

一种双向直线电磁机构自动调零装置,包括：底板、电机支架、扭紧电机、调节电机、支撑架、换向机、拧紧套筒、调节套筒、伺服滑台、工作滑台、直线电磁机构和传感器；

所述底板为平板状结构，用于支撑；所述伺服滑台固定在底板一侧，所述工作滑台固定在伺服滑台的滑动机构上，所述伺服滑台用于带动工作滑台沿底板长度方向运动，所述直线电磁机构固定在工作滑台上，工作滑台用于带动直线电磁机构沿底板长度方向运动；所述直线电磁机构为待调零产品；

底板另一端固定电机支架，电机支架上固定扭紧电机和调节电机，且两电机输出轴轴向均与底板长度方向平行；

所述支撑架固定在电机支架与伺服滑台之间，所述支撑架上固定换向机，所述支撑架上还同轴固定拧紧套筒和调节套筒；

所述换向机用于将扭紧电机的输出换向后带动拧紧套筒转动，所述换向机还用于将调节电机的输出换向后带动调节套筒转动；

所述拧紧套筒和调节套筒分别用于和直线电磁机构的拧紧螺母和输出轴连接；

所述传感器设置在扭紧电机输出轴上用于检测扭紧电机输出扭矩。

进一步，所述直线电磁机构包括：固定零件、锁紧螺母、轴和驱动部件；

所述驱动部件与轴连接并通过电磁方式驱动轴沿直线运动；

所述固定零件与轴连接用于为轴提供径向支撑；

所述锁紧螺母通过螺纹旋拧在轴上且锁紧螺母将轴与锁紧螺母锁紧，所述轴和所述锁紧螺母外表面均设有六方台。

进一步，所述工作滑台包括：固定板和滑动台；所述固定板与伺服滑台的滑动机构连接，所述滑动台设置在固定板上且可相对于固定板滑动，所述直线电磁机构固定在滑动台上；

所述滑动台远离电机支架一侧通过弹簧与固定板连接。

进一步，所述拧紧套筒和调节套筒均为中间设有六方槽的筒状结构，所述调节套筒同心设置在拧紧套筒内且与直线电磁机构的轴同心，所述拧紧套筒的六方槽与锁紧螺母的六方台间隙配合，调节套筒的六方槽与轴的六方台间隙配合。

进一步，所述调节电机输出轴与调节套筒同心；扭紧电机输出轴通过换向机将输出力矩换向至拧紧套筒。

进一步，拧紧套筒和调节套筒和六方槽内边缘均为圆滑倒角过度。

一种双向直线电磁机构自动调零方法,所述方法用于所述的装置，所述方法包括以下步骤：

步骤一：将直线电磁机构固定在工作滑台上且与调节套筒同心；控制伺服滑台带动直线电磁机构运动，直至直线电磁机构轴和锁紧螺母分别与调节套筒和拧紧套筒对接，停止伺服滑台运动；

步骤二：控制扭紧电机施加力矩通过拧紧套筒将锁紧螺母与固定零件拧松，并通过拧紧套筒固定锁紧螺母不动；

步骤三：控制调节电机通过调节套筒带动轴旋转，以调节轴达到理论零位，调节电机通过调节套筒将轴位置锁定；

步骤四：控制扭紧电机施加力矩通过拧紧套筒将锁紧螺母与固定零件锁紧；

步骤五：测试达到理论零位后的直线电磁机构轴是否满足误差要求，若满足，则调零结束；否则重复步骤二到四直至满足误差要求。

进一步，所述步骤一中还包括：若弹簧压缩，则认为对接失败，停止对接，重新调整直线电磁机构位置。

有益效果

提出了一种双向直线电磁机构的自动调零装置和方法，该装置具有自动调节直线电磁机构电气零位的作用，其通过直线伺服滑台实现对直线电磁机构轴向位置的调节，实现直线电磁机构内部轴、锁紧螺母和同心支撑架中的拧紧套筒和调节套筒的同心对接，并具有缓冲弹簧防止错对接导致的产品损伤，具有一定的容错性，在实现对接后，拧紧套筒和调节套筒通过扭紧电机和调节电机实现旋拧的自动控制，通过换向机实现旋拧方向的变动以实现拧紧与拧松的控制，通过扭矩传感器对旋拧力矩进行精准控制，通过对电机的脉冲数量控制实现对旋拧角度的精准控制，如此，在设定调试参数后，安装上直线电磁机构该自动调零装置即可实现对直线电磁机构的一键化自动调零，满足调试精度的要求，其不仅节省了人力，而且调试精度高，调试次数少，对直线电磁机构无损伤。同时，拧紧套筒、调节套筒与锁紧螺母、轴存在一定的配合间隙，在每次调零时，该配合间隙被吃掉，调试完成后，程序设置拧紧套筒、调节套筒回到初始位置，保证下次调试的正确性，如此可实现高效率的调零，大大提升了调试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种双向直线电磁机构的自动调零装置示意图；

其中，1：扭矩传感器、2：直线电磁机构、3：工作滑台、4：伺服滑台、5：拧紧套筒、6：扭紧电机、7：调节电机、8：换向机、9：电机支架、10：支撑架、11：底板；

图2是一种双向直线电磁机构的自动调零装置中拧紧套筒与调节套筒的放大示意图，其中，5：拧紧套筒、12：调节套筒；

图3是一种双向直线电磁机构的自动调零装置中缓冲弹簧部位的放大示意图，其中13：缓冲弹簧；

图4是一种双向直线电磁机构的自动调零装置中直线电磁机构内部调零部件的放大示意图，其中，14：固定零件、15：锁紧螺母、16：轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示意性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域的技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体设置和方法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了结构、方法、器件的任何改进、替换和修改。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以互相结合，各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种双向直线电磁机构的自动调零装置，如图1所示，包括：扭矩传感器1、直线电磁机构2、工作滑台3、伺服滑台4、拧紧套筒5、扭紧电机6、调节电机7、换向机8、电机支架9、支撑架10、底板11、调节套筒12、缓冲弹簧13。

底板11为平板状结构，表面设有若干螺纹孔；伺服滑台4为装有伺服电机的滑台结构，其固定安装于底板11一侧；工作滑台3为台阶板状结构，通过螺钉安装安装于伺服滑台4的上方，两者紧固连接，不可相对运动；直线电磁机构2为具有输出直线位移功能的长方体结构，内部具有固定零件14、锁紧螺母15、轴16，如图4所示，锁紧螺母15、轴16的一端均设有六方凸台，轴16通过螺纹连接在固定零件14上，锁紧螺母15通过螺纹旋拧在轴16上，直线电磁机构2安装于工作滑台3表面，两者之间连接有缓冲弹簧13，且为滑动连接，在轴向可以相对运动；支撑架10为三角形立板结构，立式表面设有圆孔及螺纹孔，其固定安装于底板11上；换向机8为内部设有换向齿轮机构的两端倒圆长方体结构，其安装于支撑架10的圆孔内；如图2所示，拧紧套筒5、调节套筒12为中间设有六方槽的筒状结构，六方槽边缘均具有一定的圆滑过渡倒圆，两者同心安装于换向机的一端，且拧紧套筒5、调节套筒12与直线电磁机构2在轴向同心；拧紧套筒5的六方槽与锁紧螺母15的六方凸台配合对接，调节套筒12的六方槽与轴16的六方凸台配合对接，具有一定的配合间隙；电机支架9为三角形立板结构，立式表面设有两处圆孔及若干螺纹孔，其固定安装于底板11上；扭紧电机6、调节电机7分别安装于电机支架9的两处圆孔内，且两种电机的输出轴连接换向机8，实现旋拧的输出；扭矩传感器1安装于扭紧电机6与换向机8连接的结构中间，实现对力矩的检测，扭矩传感器的力矩检测范围为0N.m～50N.m，其中直线电磁机构2在轴向的可移动范围为-100mm～+100mm。

本发明一种双向直线电磁机构的自动调零装置的工作原理是：如图1，将直线电磁机构安装于工作滑台上，开始进行电气零位调节，首先直线伺服滑台实现对直线电磁机构轴向位置的调节，其在轴向开始运动，由于直线电磁机构内部轴、锁紧螺母和同心支撑架中的拧紧套筒和调节套筒为轴向同心的，在直线电磁机构轴向趋近于调节套筒的过程中，实现轴、锁紧螺母和拧紧套筒、调节套筒的同心对接，若一次无法对接成功，则通过调节电机可以缓慢调节拧紧套筒、调节套筒的旋拧角度，直至完全对接，在此过程中有缓冲弹簧防止错对接导致的产品损伤，如图3所示，弹簧启动作用标志着对接出错，此时程序判断出错，中断调零，若没有错误对接，则轴、锁紧螺母和拧紧套筒、调节套筒完成对接，之后，扭紧电机施加一定力矩值拧松锁紧螺母，并固定锁紧螺母不动，而后调节电机启动，对轴进行旋拧以调节直线电磁机构内部运动部件的零位，在判断到达理论上的零位后，调节电机固定轴不动，扭紧电机启动，对锁紧螺母施加一定的拧紧力矩，将锁紧螺母拧紧，此时测试直线电磁机构实际零位是否达到要求，若达到要求，则调零终止，若未达到要求，则调节电机固定轴不动，扭紧电机通过换向机施加一定反向力矩，拧松锁紧螺母，并固定锁紧螺母不动，同时计算零位调节量，再次重复刚才的调零步骤，直至直线电磁机构零位精度达到测试要求，通过扭矩传感器对旋拧力矩进行精准控制，通过对电机的脉冲数量控制实现对旋拧角度的精准控制，如此，在设定调试参数后，安装上直线电磁机构后该自动调零装置即可实现对直线电磁机构的一键化自动调零。

本发明提出了一种双向直线电磁机构的自动调零装置，该装置具有自动调节直线电磁机构电气零位的作用，其通过直线伺服滑台实现对直线电磁机构轴向位置的调节，实现直线电磁机构内部轴、锁紧螺母和同心支撑架中的拧紧套筒和调节套筒的同心对接，并具有缓冲弹簧防止错对接导致的产品损伤，具有一定的容错性，在实现对接后，拧紧套筒和调节套筒通过扭紧电机和调节电机实现旋拧的自动控制，通过换向机实现旋拧方向的变动以实现拧紧与拧松的控制，通过扭矩传感器对旋拧力矩进行精准控制，通过对电机的脉冲数量控制实现对旋拧角度的精准控制，如此，在设定调试参数后，安装上直线电磁机构该自动调零装置即可实现对直线电磁机构的一键化自动调零，满足调试精度的要求，其不仅节省了人力，而且调试精度高，调试次数少，对直线电磁机构无损伤。同时，拧紧套筒、调节套筒与锁紧螺母、轴存在一定的配合间隙，在每次调零时，该配合间隙被吃掉，调试完成后，程序设置拧紧套筒、调节套筒回到初始位置，保证下次调试的正确性，如此可实现高效率的调零，大大提升了调试效率。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双向直线电磁机构自动调零装置,其特征在于，所述装置包括：底板、电机支架、扭紧电机、调节电机、支撑架、换向机、拧紧套筒、调节套筒、伺服滑台、工作滑台、直线电磁机构和传感器；

所述底板为平板状结构，用于支撑；所述伺服滑台固定在底板一侧，所述工作滑台固定在伺服滑台的滑动机构上，所述伺服滑台用于带动工作滑台沿底板长度方向运动，所述直线电磁机构固定在工作滑台上，工作滑台用于带动直线电磁机构沿底板长度方向运动；所述直线电磁机构为待调零产品；

底板另一端固定电机支架，电机支架上固定扭紧电机和调节电机，且两电机输出轴轴向均与底板长度方向平行；

所述支撑架固定在电机支架与伺服滑台之间，所述支撑架上固定换向机，所述支撑架上还同轴固定拧紧套筒和调节套筒；

所述换向机用于将扭紧电机的输出换向后带动拧紧套筒转动，所述换向机还用于将调节电机的输出换向后带动调节套筒转动；

所述拧紧套筒和调节套筒分别用于和直线电磁机构的拧紧螺母和输出轴连接；

所述传感器设置在扭紧电机输出轴上用于检测扭紧电机输出扭矩。

2.根据权利要求1所述的调零装置,其特征在于，所述直线电磁机构包括：固定零件、锁紧螺母、轴和驱动部件；

所述驱动部件与轴连接并通过电磁方式驱动轴沿直线运动；

所述固定零件与轴连接用于为轴提供径向支撑；

所述锁紧螺母通过螺纹旋拧在轴上且锁紧螺母将轴与锁紧螺母锁紧，所述轴和所述锁紧螺母外表面均设有六方台。

3.根据权利要求2所述的调零装置,其特征在于，所述工作滑台包括：固定板和滑动台；所述固定板与伺服滑台的滑动机构连接，所述滑动台设置在固定板上且可相对于固定板滑动，所述直线电磁机构固定在滑动台上；

所述滑动台远离电机支架一侧通过弹簧与固定板连接。

4.根据权利要求2所述的调零装置,其特征在于，所述拧紧套筒和调节套筒均为中间设有六方槽的筒状结构，所述调节套筒同心设置在拧紧套筒内且与直线电磁机构的轴同心，所述拧紧套筒的六方槽与锁紧螺母的六方台间隙配合，调节套筒的六方槽与轴的六方台间隙配合。

5.根据权利要求4所述的调零装置,其特征在于，所述调节电机输出轴与调节套筒同心；扭紧电机输出轴通过换向机将输出力矩换向至拧紧套筒。

6.根据权利要求4所述的调零装置,其特征在于，拧紧套筒和调节套筒和六方槽内边缘均为圆滑倒角过度。

7.一种双向直线电磁机构自动调零方法,所述方法用于权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一：将直线电磁机构固定在工作滑台上且与调节套筒同心；控制伺服滑台带动直线电磁机构运动，直至直线电磁机构轴和锁紧螺母分别与调节套筒和拧紧套筒对接，停止伺服滑台运动；

步骤二：控制扭紧电机施加力矩通过拧紧套筒将锁紧螺母与固定零件拧松，并通过拧紧套筒固定锁紧螺母不动；

步骤三：控制调节电机通过调节套筒带动轴旋转，以调节轴达到理论零位，调节电机通过调节套筒将轴位置锁定；

步骤四：控制扭紧电机施加力矩通过拧紧套筒将锁紧螺母与固定零件锁紧；

步骤五：测试达到理论零位后的直线电磁机构轴是否满足误差要求，若满足，则调零结束；否则重复步骤二到四直至满足误差要求。

8.根据权利要求7所述的调零方法,其特征在于，所述步骤一中还包括：若弹簧压缩，则认为对接失败，停止对接，重新调整直线电磁机构位置。

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