CN211192556U - 一种带有防护功能的高度自动调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有防护功能的高度自动调节装置，包括壳体、移动机构、限位模块，移动机构和限位模块均设置在密封壳体内，移动机构通过贯穿壳体的两个矩形凸台及两个矩形凸台上的螺纹孔与加工工具连接，壳体背面通过连接螺纹孔与连接手柄连接连接，并通过限位模块与移动机构相互配合实现移动机构带动操作设备在一定范围内进行移动；本实用新型通过把移动机构和限位模块设置在密封壳体内，并通过限位模块与移动机构相互配合实现移动机构在一定范围内进行移动，实现对与移动模块连接的设备高度的调整，能够防止杂物进入造成丝杠丝母磨损，保证设备使用精度。

Description

一种带有防护功能的高度自动调节装置

技术领域：

本实用新型涉及一种机械制造设备，特别是涉及一种带有防护功能的高度自动调节装置。

背景技术：

应用激光器进行切割或焊炬进行自动焊或等离子矩进行切割时，激光头等加工工具与被加工工件表面之间需保持特定的距离，以保证加工质量和加工精度。以激光切割为例，加工过程中，需确保激光伸出长度和激光光斑大小的稳定，保证激光切割面的粗糙度，割缝尺寸精度和形位精度等质量要求。由于被加工工件表面的加工热变形、批量零部件曲面一致性差异、工件定位偏差，都将导致实际加工过程中激光伸出长度与设定值不一致，超出有效距离范围将直接影响激光加工的加工质量和加工精度，降低工作效率，严重时甚至产生激光器与工件表面的干涉碰撞。因此，需要一种执行装置来自动调节激光束伸出长度，即激光器头距工件表面距离，补偿距离误差。

应用激光进行切割或焊接时，会产生烟雾、焊渣、飞溅、金属蒸汽等，导致激光器及自动调节装置的使用环境较为恶劣，上述物质极易进入到调节装置内部，将使调节装置内的零部件产生磨损、腐蚀、卡死、生锈的情况，致使调节装置的使用寿命和使用精度大打折扣，故障率提高，维修麻烦，严重影响生产。

因此急需一种带有防护功能的激光器高度自动调节装置，自动调节激光头喷嘴距工件表面的距离，补偿距离误差，以满足当下激光应用领域的实际需求。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，通过把移动机构和限位模块设置在密封壳体内，并通过限位模块的作用实现移动机构在一定范围内进行移动，实现对与移动模块连接的设备高度的调整，使设备与工件表面之间的距离始终保持在激光有效作用距离范围内，保证加工质量、加工精度、加工效率，避免因为工件较大幅度的变形导致设备与工件发生干涉碰撞，能够防止杂物进入造成丝杠丝母磨损的一种带有防护功能的高度自动调节装置。

本实用新型的技术方案是：一种带有防护功能的高度自动调节装置，包括壳体、移动机构、限位模块，所述移动机构和限位模块均设置在所述壳体内，通过所述限位模块的作用实现所述移动机构在一定范围内进行移动，所述壳体包括通过相互配合形成腔体的防尘盖板、滑动盖板、侧盖板和外壳，设置有开口的所述防尘盖板设置在所述外壳上与所述外壳形成半封闭内腔，所述滑动盖板滑动设置在防尘盖板的开口处内侧，并与其相互贴合形成配合面，完成对开口的活动密封，所述移动机构包括丝杠及通过丝母套装在丝杠上的输出滑块，所述丝杠两端分别连接丝杠上支架和丝杠下支架形成转动配合，并对其进行支撑，且所述丝母套装在丝杠上支架和丝杠下支架之间的丝杠上，所述输出滑块的一端贯穿所述滑动盖板并形成两个矩形凸台，通过丝杠的转动，实现所述输出滑块带动所述滑动盖板在限位模块的限制下进行上下移动。

进一步的，所述输出滑块的另一端通过连接块与导轨滑块刚性连接，导轨滑块设置在所述外壳内侧的直线导轨上沿直线滑动，所述输出滑块上设置有与所述限位模块配合使用的行程限位板。

进一步的，所述外壳上端面开设通孔，通孔处设置有对通孔进行密封的伺服电机，伺服电机的输出轴穿过通孔并通过联轴器与丝杠的一端连接，丝杠上支架、丝杠下支架及直线导轨通过内六角螺钉连接在外壳内面上。

进一步的，所述限位模块包括上限位光电传感器、下限位光电传感器和行程限位板，所述上限位光电传感器和下限位光电传感器平行于所述导轨设置在侧盖板上，侧盖板从外部固定在所述外壳的外表面，行程限位板设置在所述输出滑块上，光电传感器与行程限位板装在所述输出滑块同一侧，行程限位板移动至光电传感器上端时会对光电传感器的输出信号进行有效反射，产生开关信号。

进一步的，所述滑动盖板设置在防尘盖板的内侧，且伸出所述滑动盖板的两个凸台上设有螺纹孔。

进一步的，所述外壳底部设置穿线通孔，防水电缆接头内穿传感器线缆并安装于穿线通孔处，密封穿线通孔，外壳的背面设有连接螺纹孔，用于连接所述高度自动调节装置。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过把移动机构和限位模块设置在密封壳体内，并通过限位模块与移动机构相互配合实现移动机构在一定范围内进行移动，实现对与移动滑块连接的设备高度的调整，能够防止杂物进入造成丝杠丝母磨损，保证设备使用精度。

2、本实用新型主要与各种焊接、切割工具配套使用。在进行切割或焊接加工时，能够根据工件实际表面及预定距离实时调整工具的高度，补偿距离偏差，使工具喷嘴到工件表面的实际距离始终保持在有效作用距离范围之内，从而保证加工表面质量、加工精度满足预设要求，避免工具头部与工件表面的干涉与碰撞，保护加工工具，提高加工流畅度和加工效率，避免停机，降低故障率。

3、本实用新型光电传感器及行程限位板相互配合来设定丝杠螺母的行走范围，光电传感器位置可调，进而能够实现装置高度调节范围的调整，使用灵活方便，安全可靠。

4、本实用新型红外光电传感器搭配行程相位板组成光电开关，所述伺服电机内置23位编码器，使得所述输出滑块能够精准快速停止在设定位置，防止越界。

5、本实用新型的防尘盖板、滑动盖板、外壳共同组成了一个封闭空间，能够有效防止加工过程中烟尘、金属飞溅、焊渣、金属蒸汽进入到内腔，避免丝杠丝母的磨损、零部件氧化生锈、异物卡死等情况的发生，保证设备使用精度，提高使用寿命，降低维修频率和生产成本。

6、本实用新型可以实现加工作业连续稳定，不仅可以实现加工工具到各种形状的工件表面距离的误差补偿和自动调节，防止加工工具与工件的干涉碰撞，精度高，使用灵活方便，能够提高加工表面的质量及质量一致性，提高加工精度，工作效率，能够工作在各种复杂恶劣的加工场合，使用寿命长，性能稳定。

7、本实用新型防尘盖板的背面与滑动盖板的外表面相贴合，防尘盖板表面开有提供滑动盖板上伸出的两个矩形凸块上下移动所需的矩形孔，两个表互相配合配合组成完整封闭表面。

8、本实用新型的防尘盖板安装于外壳正面，上述封闭表面与外壳、侧盖板、伺服电机的外壳一同组成具有唯一开孔的封闭腔体，该唯一开孔用于伸出上述上下限位光电传感器电缆线，防水电缆接头起到密封作用，至此，高度自动调节装置具有封闭腔体，可以防止外部灰尘、气体、渣屑进入装置内部磨损、损坏、氧化装置零部件，这种设计提高了装置整体结构强度，即便出现一定程度碰撞、冲击，也不会造成装置内部结构的损坏，大大提高了装置寿命与安全性。

9、本实用新型侧盖板则从外部固定在外壳外表面，这样可以根据需要很方便的调整上下限位光电传感器在侧盖板上的固定位置，从而调整输出滑块的输出行程，合理的限位距离，有利于提高工作效率，最大限度避免干涉碰撞的发生，可以满足更多的使用场合和使用场景，侧盖板的设置不仅满足限位距离调整的要求，同时也是检修窗口，无需拆卸外部加工工具即可观察装置内部，方便内部检查与维修。

附图说明：

图1为一种带有防护功能的高度自动调节装置的主视图。

图2为一种带有防护功能的高度自动调节装置的左视图。

图3为本申请使用时的结构示意图。

具体实施方式：

实施例：参见图1、图2和图3，图中，1、激光切割头；2、工具高度调节装置；3、连接手柄；4、碰撞保护装置。

2-1、伺服电机；2-2、外壳；2-3、联轴器；2-4、防水电缆接头；2-5、丝杠上支架；2-6、上限位光电传感器；2-7、直线导轨；2-8、侧盖板；2-9、丝母；2-10、导轨滑块；2-11、输出滑块；2-12、连接块；2-13、丝杠；2-14、丝杠下支架；2-15、防尘盖板；2-16、滑动盖板；2-17、行程限位板；2-18、下限位光电传感器；2-19、矩形凸台。

一种带有防护功能的高度自动调节装置，包括壳体、移动机构、限位模块，移动机构和限位模块均设置在密封壳体内，移动机构通过贯穿壳体的两个矩形凸台及两个矩形凸台上的螺纹孔与加工工具连接，壳体背面通过连接螺纹孔与连接手柄连接，通过限位模块的作用实现移动机构带动操作设备在一定范围内进行移动。

下面结合附图和实施例对本申请的结构和工作方式进行详细描述。

本申请根据其作用和功能可以分成以下三大部分：移动机构、限位模块、封闭腔体，下面结合附图对这三部分进行详细描述。

移动机构:参照图2。

移动机构包括伺服电机2-1、联轴器2-3、丝杠上支架2-5、直线导轨2-7、丝母2-9、导轨滑块2-10、输出滑块2-11、连接块2-12、丝杠2-13、丝杠下支架2-14，其中：

伺服电机2-1安装在外壳2-2上，伺服电机2-1输出轴旋转带动联轴器2-3转动，联轴器2-3带动丝杠2-13转动，丝母2-9与丝杠2-13配合形成滚珠螺纹连接。

直线导轨2-7安装在外壳2-3上，导轨滑块2-10与直线导轨2-7配合形成滑动副，导轨滑块2-10只沿直线滑动，连接块2-12连接输出滑块2-11与导轨滑块2-10，同时，丝母2-9安装在输出滑块2-11上，至此，丝杠2-13转动时带动输出滑块2-11上下移动，实现了外置工具高度的调节与距离的补偿。

伺服电机2-1内置23位的编码器，搭配1mm螺距的丝杠2-13，可以实现输出滑块1微米的寸动，满足当下多种应用领域的精度要求。伺服电机2-1额定转速2000rpm，最高转速可达3000rpm，最大可对外输出0.5G的加速度，满足各种机床和机器人对响应能力的需求。

限位模块：参照图2、图3。

限位模块包括上限位光电传感器2-6，侧盖板2-8，行程限位板2-17，下限位光电传感器2-18。其中：

上限位光电传感器2-6与下限位光电传感器2-18安装在侧盖板2-8背部，位于内腔，行程限位板2-17连接在丝母2-9，随丝母2-9及输出滑块2-11一同上下运动，行程限位板2-17的挡片与上限位光电传感器2-6及下限位光电传感器2-18的信号输出表面互相平行，并保持很小的间隙，当行程限位板2-17随输出滑块2-11上下运动过程中，挡片到达光电传感器表面并反射光信号，光电

传感器接收到反射信号后输出一个电信号，这个电信号被控制电路处理后，立刻停止伺服电机，使输出滑块2-11停止在限定位置。

侧盖板2-8则从外部固定在外壳外表面，这样可以根据需要很方便的调整上下限位光电传感器在侧盖板上的固定位置，从而调整输出滑块2-11的输出行程，合理的限位距离，有利于提高工作效率，最大限度避免干涉碰撞的发生，可以满足更多的使用场合和使用场景。

封闭腔体：参照图2、图3。

封闭腔体由外壳2-2、防水电缆接头2-4、侧盖板2-8、防尘盖板2-15、滑动盖板2-16及输出滑块2-11和伺服电机2-1的一部分形体组成，其中：

外壳2-2既作为装置的主体支架，又构成防尘防渣的封闭腔体的主要组成部分。上部通孔处安装伺服电机2-1，使得上表面密闭。滑动盖板2-16表面开有两个矩形方孔，与输出滑块2-11的连接凸台截面形状相一致，两个特征配合起来安装，构成封闭表面1，滑动盖板2-16随输出滑块2-11一起上下运动。

防尘盖板2-15的背面与滑动盖板2-16的外表面相贴合，防尘盖板2-15表面开有提供滑动盖板2-16上伸出的两个矩形凸块上下移动所需的的矩形孔，两个表互相配合配合组成完整封闭表面2。

防尘盖板2-15安装于外壳2-2正面，上述封闭表面2与外壳2-2、侧盖板2-8、伺服电机2-1的外壳一同组成具有唯一开孔的封闭腔体，该唯一开孔用于伸出上述上下限位光电传感器电缆线。

上述唯一开孔处装有防水电缆接头2-4，起到密封作用，至此，高度自动调节装置具有封闭腔体，可以防止外部灰尘、气体、渣屑进入装置内部磨损、损坏、氧化装置零部件。这种设计提高了装置整体结构强度，即便出现一定程度碰撞、冲击，也不会造成装置内部结构的损坏，大大提高了装置寿命与安全性。

本申请可以通过两个矩形凸台上的螺纹孔与加工工具连接，其中加工工具设备包括激光切割头、自动焊焊炬、等离子切割炬等，当然，但并不局限于上述三种应用情景，可深入挖掘应用场景和应用领域，例如：可用于家具制造业中自动打胶、墙体彩绘。

下文为了阐述方便，以激光切割应用场景为例进行描述。激光器，焊炬，割炬均为操作设备，下文中的操作设备不专指某种工具。

下面依据激光切割头与本申请的配合，对本申请使用过程进行描述。

使用时，伺服电机通过联轴器带动丝杠转动，同时实现与之配合的丝母在丝杠轴向方向上的移动，并带动与之连接的输出滑块进行移动，此时，导轨滑块在直线导轨上移动，两个矩形凸台带动滑动盖板在防尘盖板内侧进行接触滑动，最终实现与两个矩形凸台连接的激光切割头的位置移动；在输出滑块移动时，其上设置的行程限位板也伴随其移动，当形成限位板移动到上限位光电传感器或下限位光电传感器表面时，光电传感器感应到反射信号后输出开关信号，外部控制器控制伺服电机进行停转。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种带有防护功能的高度自动调节装置，包括壳体、移动机构、限位模块，所述移动机构和限位模块均设置在所述壳体内，通过所述限位模块的作用实现所述移动机构在一定范围内进行移动，其特征是：所述壳体包括通过相互配合形成腔体的防尘盖板、滑动盖板、侧盖板和外壳，设置有开口的所述防尘盖板设置在所述外壳上与所述外壳形成半封闭内腔，所述滑动盖板滑动设置在防尘盖板的开口处内侧，并与其相互贴合形成配合面，完成对开口的活动密封，所述移动机构包括丝杠及通过丝母套装在丝杠上的输出滑块，丝杠两端分别连接丝杠上支架和丝杠下支架形成转动配合，并对其进行支撑，且所述丝母套装在丝杠上支架和丝杠下支架之间的丝杠上，所述输出滑块的一端贯穿所述滑动盖板并形成两个矩形凸台，通过丝杠的转动，实现所述输出滑块带动所述滑动盖板在限位模块的限制下进行上下移动。

2.根据权利要求1所述的一种带有防护功能的高度自动调节装置，其特征是：所述输出滑块的另一端通过连接块与导轨滑块刚性连接，导轨滑块设置在所述外壳内侧的直线导轨上沿直线滑动，所述输出滑块上设置有与所述限位模块配合使用的行程限位板。

3.根据权利要求2所述的一种带有防护功能的高度自动调节装置，其特征是：所述外壳上端面开设通孔，通孔处设置有对通孔进行密封的伺服电机，伺服电机的输出轴穿过通孔并通过联轴器与丝杠的一端连接，丝杠上支架、丝杠下支架及直线导轨通过内六角螺钉连接在外壳内面上。

4.根据权利要求1所述的一种带有防护功能的高度自动调节装置，其特征是：所述限位模块包括上限位光电传感器、下限位光电传感器和行程限位板，所述上限位光电传感器和下限位光电传感器平行于直线导轨设置在侧盖板上，侧盖板从外部固定在所述外壳的外表面，行程限位板设置在所述输出滑块上，光电传感器与行程限位板装在所述输出滑块同一侧，行程限位板移动至光电传感器上端时会对光电传感器的输出信号进行有效反射，产生开关信号。

5.根据权利要求1所述的一种带有防护功能的高度自动调节装置，其特征是：所述滑动盖板设置在防尘盖板的内侧，且伸出所述滑动盖板的两个凸台上设有螺纹孔。

6.根据权利要求1所述的一种带有防护功能的高度自动调节装置，其特征是：所述外壳底部设置穿线通孔，防水电缆接头内穿传感器线缆并安装于穿线通孔处，密封穿线通孔，外壳的背面设有连接螺纹孔，用于连接所述高度自动调节装置。

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