CN215419935U - 一种u轴驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种U轴驱动装置，其包括：设置在背板上的至少一U轴模组和至少一Z轴模组，所述U轴模组用于带动吸嘴旋转，一所述Z轴模组与一所述U轴模组连接用于带动所述U轴模组中的滚珠键轴上下移动，进而带动连接在所述滚珠键轴上的吸嘴上下移动。Z轴模组的动作只负责滚珠键轴上下运动，不再是以往带动U轴电机加旋转轴上下运动，Z轴需求负载明显降低，从而实现Z轴高度运动，速度达到500mm/s。本实用新型U轴驱动装置通过U轴同步带同步传动，减少滚珠键轴的悬臂长度、降低偏摆幅度、提高旋转U轴的同心度，结构改变的同时也减轻了旋转U轴的重量，实现旋转U轴高速、高精度的运动，旋转速度2500r/min，重复定位精度±0.05mm。

Description

一种U轴驱动装置

技术领域

本实用新型涉及了一种U轴驱动装置。

背景技术

现有U轴驱动装置中，U轴电机通过联轴器直连中空旋转轴，密封圈确保真空和正压的密闭，将正压和真空传递到吸嘴上；贴附辅料时候，利用杠杆原理，1个Z轴带动2个U轴模组上下运动，实现辅料的贴附，每个吸嘴都能够实现360°旋转，上下运动的动作。

但是现有U轴驱动装置存在如下缺陷：1、中空旋转转轴和真空密封座存在相对旋转的动作，二者间安装了密封圈，实现真空和正压密闭，但使用密封圈存在磨损、需要定期更换，维护不便；2、中空旋转轴悬臂过长，转动时候存在偏摆现象，最高贴合精度只能到±0.1mm；3、中空旋转轴悬臂过长，不能给产品提供足够的保压力，能贴合产品种类少；4.Z轴电机带动旋转用的U轴模组整体上下动作、负载较大，运行速度慢，最快只能达到300mm/s，影响整体的贴合效率。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种U轴驱动装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种U轴驱动装置，其包括：设置在背板上的至少一U轴模组和至少一Z轴模组，所述U轴模组用于带动吸嘴旋转，一所述Z轴模组与一所述U轴模组连接用于带动所述U轴模组中的滚珠键轴上下移动，进而带动连接在所述滚珠键轴上的吸嘴上下移动。

作为本实用新型提供的所述的U轴驱动装置的一种优选实施方式，每一所述U轴模组包括：

上轴承支撑座和下轴承支撑座，其分别设置在所述背板上对应的上下侧；所述上轴承支撑座上对称设置有两上轴承孔，所述下轴承支撑座上对称设置有两下轴承孔，所述上轴承孔和下轴承孔轴心同轴设置；

两上轴承和两下轴承，其对应设置在两所述上轴承孔内和两所述下轴承孔内；

两上花键轴和两下花键轴，其分别穿设在两所述上轴承和两所述下轴承内；位于同一竖向轴的上花键轴和下花键轴通过轴连接块相互连接成一滚珠键轴；

若干吸嘴，一个所述下花键轴连接一所述吸嘴；

两U轴电机，其通过U轴电机安装座安装在所述上轴承支撑座上；每一所述U轴电机通过U轴同步带与一所述上花键轴传动连接。

作为本实用新型提供的所述的U轴驱动装置的一种优选实施方式，所述轴连接块上方设有缓冲弹簧，其套设在所述上花键轴上，所述缓冲弹簧的两端分别抵接到所述轴连接块和固定环，所述固定环套设在所述上花键轴上。

作为本实用新型提供的所述的U轴驱动装置的一种优选实施方式，所述U轴模组还包括U轴感应器，其用于确定所述吸嘴的旋转初始角度；所述U轴感应器包括U轴光电开关感应片和U轴光电开关，其中，所述U轴光电开关感应片通过安装块连接在所述下花键轴上随所述下花键轴旋转和移动。

作为本实用新型提供的所述的U轴驱动装置的一种优选实施方式，所述U轴模组还包括多个U轴电机张紧块，每一所述U轴电机张紧块一端固定在所述上轴承支撑座，另一端通过调节螺杆抵接到所述U轴电机座上。

作为本实用新型提供的所述的U轴驱动装置的一种优选实施方式，每一所述Z轴模组包括：

Z轴电机，其安装在所述背板上；

Z轴同步轮，其与所述Z轴电机直连；

Z轴惰轮，其与所述Z轴同步轮位于同一竖向轴线上，所述Z轴惰轮连接在所述背板上；所述Z轴惰轮通过Z轴同步带与所述Z轴同步轮同步传动连接；

一对导轨，其分别设置在所述背板上，位于所述Z轴同步带的两侧；

一对滑块，其分别设置在所述一对导轨上，所述滑块连接在所述Z轴同步带，以带动所述滑块沿所述导轨上下移动；每一所述滑块通过连接板与所述轴连接块连接，以带动所述轴连接块移动进而带动所述滚珠键轴上下移动。

作为本实用新型提供的所述的U轴驱动装置的一种优选实施方式，所述Z轴模组还包括惰轮张紧块，所述惰轮张紧块设置在所述背板，位于所述惰轮安装座的上方；所述惰轮张紧块上开设螺纹孔，便于装配调节螺杆，以旋进或旋出调节螺杆以带动所述Z轴惰轮移动。

作为本实用新型提供的所述的U轴驱动装置的一种优选实施方式，所述Z轴模组还包括Z轴限位器，其用于限制所述轴连接块的移动位置，所述Z轴限位器包括Z轴光电开关感应片、上Z轴限位开关和下Z轴限位开关，所述上Z轴限位开关和下Z轴限位开关同竖向轴线设置在所述背板上；所述Z轴光电开关感应片连接在所述轴连接块上。

作为本实用新型提供的所述的U轴驱动装置的一种优选实施方式，所述U轴驱动装置还包括同竖向轴线设置在所述背板上的工业相机和同轴光。

作为本实用新型提供的所述的U轴驱动装置的一种优选实施方式，所述至少一U轴模组为两个U轴模组，所述至少一Z轴模组为两个Z轴模组，其中一个Z轴模组对应控制一个U轴模组；所述两个U轴模组分设在所述背板的两侧，所述工业相机和同轴光设置在所述背板的中部。

相对于现有技术，本实用新型提供的一种U轴驱动装置，其包括：设置在背板上的至少一U轴模组和至少一Z轴模组，所述U轴模组用于带动吸嘴旋转，一所述Z轴模组与一所述U轴模组连接用于带动所述U轴模组中的滚珠键轴上下移动，进而带动连接在所述滚珠键轴上的吸嘴上下移动。其中Z轴模组的动作只负责滚珠键轴上下运动，不再是以往带动U轴电机加旋转轴上下运动，Z轴需求负载明显降低，从而实现Z轴高度运动，速度达到500mm/s。

本实用新型U轴驱动装置通过U轴同步带同步传动，减少滚珠键轴的悬臂长度、降低偏摆幅度、提高旋转U轴(同一U轴模组的两滚珠键轴构成一旋转U轴)的同心度，结构改变的同时也减轻了旋转U轴的重量，实现旋转U轴高速、高精度的运动，旋转速度2500r/min，重复定位精度±0.05mm。

减少滚珠键轴的悬臂长度，使得吸嘴能承受的反作用力随之增大，能适应更多种类需保压贴附的产品。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一种U轴驱动装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种U轴驱动装置的另一结构示意图。

图3是图1左侧部分的示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

如图1-3所示，本实用新型提供一种U轴驱动装置，其包括：设置在所述背板1上的至少一U轴模组2和至少一Z轴模组3，所述U轴模组2用于带动吸嘴29旋转，一所述Z轴模组3与一所述U轴模组2连接用于带动一所述U轴模组2中的滚珠键轴上下移动，进而带动连接在所述滚珠键轴上的吸嘴29上下移动。

具体地，每一所述U轴模组2包括：

上轴承支撑座211和下轴承支撑座212，其分别设置在所述背板1上对应的上下侧；所述上轴承支撑座211靠近所述背板1的一侧对称设置有两上轴承221孔，所述下轴承支撑座212靠近所述背板1的一侧对称设置有两下轴承222孔，所述上轴承221孔和下轴承222孔轴心同轴设置；

两上轴承221和两下轴承222，其对应设置在两所述上轴承221孔内和两所述下轴承222孔内；

两上花键轴231和两下花键轴232，其分别穿设在两所述上轴承221和两所述下轴承222内；位于同一竖向轴的上花键轴231和下花键轴232通过轴连接块24相互连接成一滚珠键轴；

若干吸嘴29，一个所述下花键轴232连接一所述吸嘴29；所述上花键轴231和下花键轴232为中空结构的转轴，便于将所述吸嘴29通过下花键轴232、上花键轴231与真空泵连通实现真空吸附；

两U轴电机25，其通过U轴电机安装座251安装在所述上轴承支撑座211上；每一所述U轴电机25通过U轴同步带252与一所述上花键轴231传动连接，以通过所述U轴电机25驱动所述上花键轴231旋转，经所述轴连接块24同步带动所述下花键轴232旋转，最终带动所述吸嘴29旋转。

每一所述上花键轴231上设置有U轴同步轮253，其通过所述U轴同步带252与所述U轴电机25的输出轴上的主动轮254传动连接。

所述轴连接块24上方设有缓冲弹簧26，其套设在所述上花键轴231上，所述缓冲弹簧26的两端分别抵接到所述轴连接块24和固定环27，所述固定环27套设在所述上花键轴231上。通过设置缓冲弹簧26，以降低所述滚珠键轴向上移动过程的过度冲击造成损坏。进一步地，所述上轴承支撑座211底部设置有限位部，以避免所述滚珠键轴上移过度造成冲击损伤。

所述U轴模组2还包括U轴感应器28，其用于确定所述吸嘴29的旋转初始角度。具体地，所述U轴感应器28对应设置在每一所述滚珠键轴侧边，具体地，优选设置在每一所述下花键轴232的侧边。所述U轴感应器28包括U轴光电开关感应片281和U轴光电开关282，其中，所述U轴光电开关感应片281通过安装块连接在所述下花键轴232上随所述下花键轴232旋转和移动。

所述U轴模组2还包括多个U轴电机张紧块255，每一所述U轴电机张紧块255一端固定在所述上轴承支撑座211，另一端通过调节螺杆抵接到所述U轴电机25座上，以通过旋进或旋出调节螺杆以带动所述U轴电机25座移动，实现调整U轴同步带252的松紧。

每一所述Z轴模组3包括：

Z轴电机31，其安装在所述背板1上；

Z轴同步轮32，其与所述Z轴电机31直连；

Z轴惰轮33，其与所述Z轴同步轮32位于同一竖向轴线上，所述Z轴惰轮33通过惰轮座331连接在所述背板1上；所述Z轴惰轮33通过Z轴同步带34与所述Z轴同步轮32同步传动连接；

一对导轨35，其分别设置在所述背板1上，位于所述Z轴同步带的两侧；

一对滑块36，其分别设置在所述一对导轨35上，所述滑块36连接在所述Z轴同步带34，以带动所述滑块36沿所述导轨35上下移动；每一所述滑块36通过连接板与所述轴连接块24连接，以带动所述轴连接块24移动进而带动所述滚珠键轴上下移动。

进一步地，所述Z轴模组3还包括惰轮张紧块332，所述惰轮张紧块332设置在所述背板1，位于所述惰轮安装座的上方；所述惰轮张紧块332上开设螺纹孔，便于装配调节螺杆，以旋进或旋出调节螺杆以带动所述Z轴惰轮33移动，实现调整Z轴同步带34的松紧。

所述Z轴模组3还包括Z轴限位器37，其用于限制所述轴连接块24的移动位置。具体地，所述Z轴限位器37对应设置在导轨35侧边。所述Z轴限位器37包括Z轴光电开关感应片371、上Z轴限位开关372和下Z轴限位开关373，所述上Z轴限位开关372和下Z轴限位开关373同竖向轴线设置在所述背板1上其中，所述Z轴光电开关感应片371连接在所述轴连接块24上，随着所述轴连接块24移动，以检测所述轴连接块24的上下移动位置，进而确定所述吸嘴29的移动。

所述U轴驱动装置还包括同竖向轴线设置的工业相机4和同轴光5，所述工业相机4通过相机安装座41安装在所述背板1上，所述工业相机4和同轴光5结合视觉软件，完成了辅料的精准贴合。

进一步地，本实用新型所述U轴驱动装置包括两个U轴模组2和两个Z轴模组3，其中一个Z轴模组3对应控制一个U轴模组2。具体地，所述两个U轴模组2分设在所述背板1的两侧，所述工业相机4和同轴光5设置在所述背板1的中部，以提高同轴度检测，结构也更紧凑。

具体实现时，所述U轴电机25固定在U轴电机安装座251，与上轴承支撑座211连接，通过U轴电机张紧块255调整U轴同步带252的松紧，带动U轴同步轮253、滚珠键轴和吸嘴29一起旋转；其中吸嘴29的初始角度由U轴光电开关282及U轴光电开关感应片281确定；吸嘴29转动不同角度的同心度由各个滚珠键轴的转动角度决定的，同时吸嘴29悬臂长度较短，确保了整个吸嘴29轴的刚性，以便提供更大的产品保压力。

所述Z轴电机31与Z轴同步轮32直连，通过惰轮张紧块332调整安装在惰轮安装座上Z轴惰轮33的位置，使Z轴同步带34张紧，通过Z轴同步带34转动带动所述轴连接块24移动进而带动吸嘴29上下移动，确保了整根滚珠键轴和吸嘴29上下移动的精度和速度，其中的缓冲弹簧26和固定环27限制滚珠键轴的行程，Z轴限位开关和Z轴光电开关感应片371起运行时候限位开关的作用。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种U轴驱动装置，其特征在于，其包括：设置在背板上的至少一U轴模组和至少一Z轴模组，所述U轴模组用于带动吸嘴旋转，一所述Z轴模组与一所述U轴模组连接用于带动所述U轴模组中的滚珠键轴上下移动，进而带动连接在所述滚珠键轴上的吸嘴上下移动。

2.根据权利要求1所述的U轴驱动装置，其特征在于，每一所述U轴模组包括：

上轴承支撑座和下轴承支撑座，其分别设置在所述背板上对应的上下侧；所述上轴承支撑座上对称设置有两上轴承孔，所述下轴承支撑座上对称设置有两下轴承孔，所述上轴承孔和下轴承孔轴心同轴设置；

两上轴承和两下轴承，其对应设置在两所述上轴承孔内和两所述下轴承孔内；

两上花键轴和两下花键轴，其分别穿设在两所述上轴承和两所述下轴承内；位于同一竖向轴的上花键轴和下花键轴通过轴连接块相互连接成一滚珠键轴；

若干吸嘴，一个所述下花键轴连接一所述吸嘴；

两U轴电机，其通过U轴电机安装座安装在所述上轴承支撑座上；每一所述U轴电机通过U轴同步带与一所述上花键轴传动连接。

3.根据权利要求1所述的U轴驱动装置，其特征在于，所述轴连接块上方设有缓冲弹簧，其套设在所述上花键轴上，所述缓冲弹簧的两端分别抵接到所述轴连接块和固定环，所述固定环套设在所述上花键轴上。

4.根据权利要求1所述的U轴驱动装置，其特征在于，所述U轴模组还包括U轴感应器，其用于确定所述吸嘴的旋转初始角度；所述U轴感应器包括U轴光电开关感应片和U轴光电开关，其中，所述U轴光电开关感应片通过安装块连接在所述下花键轴上随所述下花键轴旋转和移动。

5.根据权利要求1所述的U轴驱动装置，其特征在于，所述U轴模组还包括多个U轴电机张紧块，每一所述U轴电机张紧块一端固定在所述上轴承支撑座，另一端通过调节螺杆抵接到所述U轴电机座上。

6.根据权利要求1所述的U轴驱动装置，其特征在于，每一所述Z轴模组包括：

Z轴电机，其安装在所述背板上；

Z轴同步轮，其与所述Z轴电机直连；

Z轴惰轮，其与所述Z轴同步轮位于同一竖向轴线上，所述Z轴惰轮连接在所述背板上；所述Z轴惰轮通过Z轴同步带与所述Z轴同步轮同步传动连接；

一对导轨，其分别设置在所述背板上，位于所述Z轴同步带的两侧；

一对滑块，其分别设置在所述一对导轨上，所述滑块连接在所述Z轴同步带，以带动所述滑块沿所述导轨上下移动；每一所述滑块通过连接板与所述轴连接块连接，以带动所述轴连接块移动进而带动所述滚珠键轴上下移动。

7.根据权利要求1所述的U轴驱动装置，其特征在于，所述Z轴模组还包括惰轮张紧块，所述惰轮张紧块设置在所述背板，位于所述惰轮安装座的上方；所述惰轮张紧块上开设螺纹孔，便于装配调节螺杆，以旋进或旋出调节螺杆以带动所述Z轴惰轮移动。

8.根据权利要求1所述的U轴驱动装置，其特征在于，所述Z轴模组还包括Z轴限位器，其用于限制所述轴连接块的移动位置，所述Z轴限位器包括Z轴光电开关感应片、上Z轴限位开关和下Z轴限位开关，所述上Z轴限位开关和下Z轴限位开关同竖向轴线设置在所述背板上；所述Z轴光电开关感应片连接在所述轴连接块上。

9.根据权利要求1所述的U轴驱动装置，其特征在于，所述U轴驱动装置还包括同竖向轴线设置在所述背板上的工业相机和同轴光。

10.根据权利要求1所述的U轴驱动装置，其特征在于，所述至少一U轴模组为两个U轴模组，所述至少一Z轴模组为两个Z轴模组，其中一个Z轴模组对应控制一个U轴模组；所述两个U轴模组分设在所述背板的两侧，所述工业相机和同轴光设置在所述背板的中部。

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