CN211362159U - 一种自动工作台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机械自动化技术领域，具体涉及一种自动工作台，包括X轴导轨模组、Y轴导轨模组、Z轴导轨模组和工作台，所述X轴导轨模组、Y轴导轨模组、Z轴导轨模组相互配合动作使得所述工作台完成指定前后、左右、上下的空间位移运动作业；本实用新型不仅能够按照控制指令实现工作台的三维空间移动，并且达到了精准有效定位，并使得放置其上的作业对象能够完成自动靶向对标，结构紧凑简单，控制方便，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械自动化技术领域，具体涉及一种自动工作台。
背景技术
随着科学技术的进步，各类移动式工作台现在已经是自动化以及智能化领域常见的一种设备了。而现有的移动式工作台有的只能单线或者平面类移动，无法做到三维空间上的任意移动，有的精确定位性能较低无法进行精准的靶向对标移动，有的结构过于复杂无法适用于集成工作环境，因此，如何开发出一种更先进的工作台，使其能够承载作业对象在三维空间内进行准确高效的移动作业是本领域技术提高需要研究的方向。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种自动工作台，用以解决上述的问题。
本实用新型提供的技术方案如下：
一种自动工作台，包括X轴导轨模组、Y轴导轨模组、Z轴导轨模组和工作台，所述X轴导轨模组、Y轴导轨模组、Z轴导轨模组相互配合动作使得所述工作台完成指定前后、左右、上下的空间位移运动作业；
所述X轴导轨模组包括第一导轴，第一导轴穿设有第一滑块，所述第一导轴两端匹配设置有第一固定组件，所述第一固定组件上分别设置有第一主同步轮组件和第一从同步轮组件，所述第一主同步轮组件和第一从同步轮组间通过第一同步皮带连接，所述第一主同步轮组件轴接第一电机并匹配设置有第一限位开关；
所述Y轴导轨模组包括可拆卸连接在第一滑块上的Y轴安装板，所述Y轴安装板与第一同步皮带通过同步带固定板固定连接，所述Y轴安装板上方沿竖直方向相对设置有第二固定组件，所述第二固定组件间沿水平方向设置有第二导轴，所述第二导轴上穿设第二滑块，所述第二固定组件上分别设置有第二主同步轮组件和第二从同步轮组件，所述第二主同步轮组件和第二从同步轮组间通过第二同步皮带连接，所述第二主同步轮组件轴接第二电机并匹配设置有第二限位开关；
所述Z轴导轨模组包括可拆卸连接在第二滑块上的Z轴安装板，所述Z轴安装板与第二同步皮带通过同步带固定板固定连接，所述Z轴安装板间沿竖直方向设置有第三导轴，所述第三导轴上穿设第三滑块，所述Z轴安装板两端分别设置有第三主同步轮组件和第三从同步轮组件，所述第三主同步轮组件和第三从同步轮组间通过第三同步皮带连接，所述第三主同步轮组件轴接第三电机并匹配设置有第三限位开关；
所述工作台包括可拆卸连接在第三滑块上的L型检测台，以及可拆卸连接在检测台上的角码，所述检测台侧面与第三同步皮带通过同步带固定板固定连接。
优选地，所述第一固定组件两侧向外延伸形成侧翼，所述侧翼上设有用于固定的通孔。
优选地，所述第一导轴、第二导轴、第三导轴均为两根。
优选地，所述第一电机、第二电机、第三电机均为受控电机，所述受控电机为步进电机或伺服电机中的一种。
优选地，所述第一主同步轮组件、第二主同步轮组件、第三主同步轮组件分别通过轴接组件轴接第三电机，所述轴接组件包括匹配设置的连接轴和同轴器。
优选地，所述第一、第二、第三电机分别通过电机固定板与第一、第二固定组件和Z轴安装板可拆卸连接。
优选地，所述自动工作台还包括控制处理器和数据采集模块，所述控制处理器、数据采集模块和第一、第二、第三电机电路连接。
优选地，所述数据采集模块包括视觉传感器和激光传感器，所述视觉传感器和激光传感器设置于工作台作业区间中心点上方。
优选地，所述视觉传感器用于对放置于所述L型检测台的作业对象的图像和视频数据采集以及作业靶标辨认和位移数据采集；
所述激光传感器用于对放置于所述L型检测台的作业对象的外形尺寸数据采集，视觉传感器的焦距定位、辅助计算工作台位移定位。
优选地，所述控制处理器用于接收视觉传感器和激光传感器采集的数据并进行处理，并向第一、第二、第三电机发出控制指令，所述第一、二、三电机根据控制指令执行单动或联动动作，使得所述工作台完成指定前后、左右、上下的空间位移运动作业。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
(1)本实用新型通过相互匹配设置的X轴导轨模组、Y轴导轨模组、Z轴导轨模组和工作台，能够灵活实现三维空间的受控移动，其定位精准高效，并使得放置其上的作业对象能够完成自动靶向对标，结构紧凑简单，控制方便，能够集成在各类自动化和智能化装备中提供精确的物品位移定位作业。
(2)本实用新型设置的X轴导轨模组、Y轴导轨模组、Z轴导轨模组不仅能够实现工作台X、Y、Z轴三个方向的全三维移动，能够适用用复杂使用环境的多位置配合作业，而且模组相互间装配式连接，能够进行快速的拆装，在局部零件出现损坏时能够及时快速的进行维修更换。
(3)本实用新型通过受控电机、限位开关的使用，在控制处理器和数据采集模块的配合作用下能够实现X、Y、Z轴自动化智能化位移作业，提高了自动动作台的兼容性，扩大了其应用范围。
本实用新型相对于现有技术的显著的进步和突出的有益效果在实施例部分进一步阐述。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为实施例1的一种自动工作台的立体结构示意图；
图2为实施例1的一种自动工作台的各组件拆分结构示意图；
图3为实施例1的一种自动工作台的X轴导轨模组立体结构示意图；
图4为实施例1的一种自动工作台的X轴导轨模组爆炸结构示意图；
图5为实施例1的一种自动工作台的Y轴导轨模组爆炸结构示意图；
图6为实施例1的一种自动工作台的Y轴导轨模组立体结构示意图；
图7为实施例1的一种自动工作台的Z轴导轨模组爆炸结构示意图；
图8为实施例1的一种自动工作台的Z轴导轨模组立体结构示意图；
图9为实施例1的一种自动工作台的工作台爆炸结构示意图；
图10为实施例1的一种自动工作台的工作台立体结构示意图；
图11为实施例2的一种自动工作台的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，对实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
请参照图1-10，本实施例一种自动工作台，一种自动工作台，包括X轴导轨模组1、Y轴导轨模组2、Z轴导轨模组3和工作台4，所述X轴导轨模组1、Y轴导轨模组2、Z 轴导轨模组3相互配合动作使得所述工作台4完成指定前后、左右、上下的空间位移运动作业；
所述X轴导轨模组1包括第一导轴101，第一导轴101穿设有第一滑块102，所述第一导轴101两端匹配设置有第一固定组件103，所述第一固定组件103上分别设置有第一主同步轮组件104和第一从同步轮组件105，所述第一主同步轮组件104和第一从同步轮组105间通过第一同步皮带106连接，所述第一主同步轮组件104轴接第一电机 107并匹配设置有第一限位开关108；
本实施例中第一固定组件103两侧向外延伸形成侧翼109，所述侧翼上设有用于固定的通孔110；
所述Y轴导轨模组2包括可拆卸连接在第一滑块102上的Y轴安装板202，所述Y 轴安装板202与第一同步皮带106通过同步带固定板203固定连接，所述Y轴安装板202 上方沿竖直方向相对设置有第二固定组件204，所述第二固定组件204间沿水平方向设置有第二导轴205，所述第二导轴205上穿设第二滑块206，所述第二固定组件204上分别设置有第二主同步轮组件207和第二从同步轮组件208，所述第二主同步轮组件207 和第二从同步轮组208间通过第二同步皮带209连接，所述第二主同步轮组件207轴接第二电机210并匹配设置有第二限位开关211；
所述Z轴导轨模组3包括可拆卸连接在第二滑块206上的Z轴安装板301，所述Z 轴安装板301与第二同步皮带209通过同步带固定板302固定连接，所述Z轴安装板301 间沿竖直方向设置有第三导轴303，所述第三导轴303上穿设第三滑块304，所述Z轴安装板301两端分别设置有第三主同步轮组件305和第三从同步轮组件306，所述第三主同步轮组件305和第三从同步轮组306间通过第三同步皮带307连接，所述第三主同步轮组件305轴接第三电机308并匹配设置有第三限位开关309；
所述工作台4包括可拆卸连接在第三滑块304上的L型检测台401，以及可拆卸连接在检测台401上的角码402，所述检测台401侧面与第三同步皮带307通过同步带固定板403固定连接。
本实施例中第一导轴101、第二导轴205、第三导轴303均为两根。
本实施例中第一电机107、第二电机210、第三电机308均为受控电机，且受控电机为步进电机。
本实施例中的第一主同步轮组件104、第二主同步轮组件207、第三主同步轮组件305分别通过轴接组件轴接第一电机107、第二电机210、第三电机308，所述轴接组件包括匹配设置的连接轴501和同轴器502。
本实施例中第一电机107、第二电机210、第三电机308分别通过第一电机固定板1071、第二电机固定板2101、第二电机固定板3081与第一固定组件103、第二固定组件204和Z轴安装板301可拆卸连接。
实施例2
请参照图1-11，本实施例提供一种自动工作台，在实施例1的结构基础上，还设置有控制处理器6和数据采集模块7，所述控制处理器6、数据采集模块7和第一电机107、第二电机210、第三电机308电路连接；
其中数据采集模块7包括视觉传感器71和激光传感器72，所述视觉传感器71和激光传感器72设置于工作台4作业区间中心点上方；
视觉传感器71用于对放置于所述L型检测台401的作业对象的图像和视频数据采集以及作业靶标辨认和位移数据采集；
激光传感器72用于对放置于所述L型检测台401的作业对象的外形尺寸数据采集，视觉传感器的焦距定位、辅助计算工作台4位移定位；
控制处理器6用于接收视觉传感器71和激光传感器72采集的数据并进行处理，并向第一电机107、第二电机210、第三电机308发出控制指令，所述第一电机107、第二电机210、第三电机308根据控制指令执行单动或联动动作，使得所述工作台4完成指定前后、左右、上下的空间位移运动作业。
本实施例的工作原理为：
X轴导轨模组1用于承载和牵引Y轴导轨模组2在第一导轴101上前后运动，所述 Y轴导轨模组2用于承载和牵引Z轴导轨模组3在第二导轴205上左右运动，所述Z轴导轨模组313用于承载和牵引工作台4在第三导轴303上上下运动；
以Z轴导轨模组3为例，第三滑块304在Z轴导轨模组3上通过第三电机308和第三同步皮带307带动做上下直线运动，第三电机308为步进电机，第三电机308转动时长决定检测台401在Z轴运动的行程，假设第三滑块304接触Z轴导轨模组3底部第三限位开关309，随后第三电机308停止工作的位置为Z0，则可以通过时长计算出检测台 401在Z轴方向上的任意位置Zn；同理，可以计算出检测台401在Y轴方向上的任意位置Yn和在X轴方向上的任意位置Xn；进而通过Xn、Yn、Zn数值和检测台及其承载物体的几何尺寸，可以计算出检测台401及其承载物体任意点在X、Y、Z三轴运行范围内的空间位置；
而在整个工作台4的设定操作中，根据工作台4在X轴、Y轴、Z轴的位移行程以作业范围和操作精度需求预设作业空间X、Y、Z坐标系；在本实施例中第一、二、三电机均为步进电机，分别根据工作台401作业精度需求设定X轴导轨模组1、Y轴导轨模组2和Z轴导轨模组3的第一电机107、第二电机210、第三电机308的步进角(步数或者圈数)；
在实施例2中工作台4通过控制器编程设置控制步进电机单动、连续或续动运行步数(圈数)，使工作台4在X轴、Y轴、Z轴的位移行程，按照控制器6的指令完成每个作业步骤的位移，进而通过步进电机单动、连续或续动运行步数(圈数)数值和工作台 4及其承载物品的几何尺寸，计算工作台4及其承载物品的任意点在X轴、Y轴、Z轴的位移行程区间范围内的空间位置。
本实用新型提供的一种自动工作台不仅能够按照控制指令实现工作台的三维空间移动，并且达到了精准有效定位，并使得放置其上的作业对象能够完成自动靶向对标，结构紧凑简单，控制方便，具有广泛的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种自动工作台，其特征在于，包括X轴导轨模组、Y轴导轨模组、Z轴导轨模组和工作台，所述X轴导轨模组、Y轴导轨模组、Z轴导轨模组相互配合动作使得所述工作台完成指定前后、左右、上下的空间位移运动作业；
所述X轴导轨模组包括第一导轴，第一导轴穿设有第一滑块，所述第一导轴两端匹配设置有第一固定组件，所述第一固定组件上分别设置有第一主同步轮组件和第一从同步轮组件，所述第一主同步轮组件和第一从同步轮组间通过第一同步皮带连接，所述第一主同步轮组件轴接第一电机并匹配设置有第一限位开关；
所述Y轴导轨模组包括可拆卸连接在第一滑块上的Y轴安装板，所述Y轴安装板与第一同步皮带通过同步带固定板固定连接，所述Y轴安装板上方沿竖直方向相对设置有第二固定组件，所述第二固定组件间沿水平方向设置有第二导轴，所述第二导轴上穿设第二滑块，所述第二固定组件上分别设置有第二主同步轮组件和第二从同步轮组件，所述第二主同步轮组件和第二从同步轮组间通过第二同步皮带连接，所述第二主同步轮组件轴接第二电机并匹配设置有第二限位开关；
所述Z轴导轨模组包括可拆卸连接在第二滑块上的Z轴安装板，所述Z轴安装板与第二同步皮带通过同步带固定板固定连接，所述Z轴安装板间沿竖直方向设置有第三导轴，所述第三导轴上穿设第三滑块，所述Z轴安装板两端分别设置有第三主同步轮组件和第三从同步轮组件，所述第三主同步轮组件和第三从同步轮组间通过第三同步皮带连接，所述第三主同步轮组件轴接第三电机并匹配设置有第三限位开关；
所述工作台包括可拆卸连接在第三滑块上的L型检测台，以及可拆卸连接在L型检测台上的角码，所述L型检测台侧面与第三同步皮带通过同步带固定板固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动工作台，其特征在于，所述第一固定组件两侧向外延伸形成侧翼，所述侧翼上设有用于固定的通孔。
3.根据权利要求1所述的一种自动工作台，其特征在于，所述第一导轴、第二导轴、第三导轴均为两根。
4.根据权利要求1所述的一种自动工作台，其特征在于，所述第一电机、第二电机、第三电机均为受控电机，所述受控电机为步进电机或伺服电机中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种自动工作台，其特征在于，所述第一主同步轮组件、第二主同步轮组件、第三主同步轮组件分别通过轴接组件轴接第一、二、三电机，所述轴接组件包括匹配设置的连接轴和同轴器。
6.根据权利要求1所述的一种自动工作台，其特征在于，所述第一、第二、第三电机分别通过电机固定板与第一、第二固定组件和Z轴安装板可拆卸连接。
7.根据权利要求4所述的一种自动工作台，其特征在于，所述自动工作台还包括控制处理器和数据采集模块，所述控制处理器、数据采集模块和第一、第二、第三电机通信连接。
8.根据权利要求7所述的一种自动工作台，其特征在于，所述数据采集模块包括视觉传感器和激光传感器，所述视觉传感器和激光传感器设置于工作台作业区间中心点上方。
9.根据权利要求8所述的一种自动工作台，其特征在于，所述视觉传感器用于对放置于所述L型检测台的作业对象的图像和视频数据采集以及作业靶标辨认和位移数据采集；
所述激光传感器用于对放置于所述L型检测台的作业对象的外形尺寸数据采集，视觉传感器的焦距定位、辅助计算工作台位移定位。
10.根据权利要求9所述的一种自动工作台，其特征在于，所述控制处理器用于接收视觉传感器和激光传感器采集的数据并进行处理，并向第一、第二、第三电机发出控制指令，所述第一、二、三电机根据控制指令执行单动或联动动作，使得所述工作台完成指定前后、左右、上下的空间位移运动作业。
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