專利名稱:一種高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),特別涉及一種可在任意兩點(diǎn) 間快速移動(dòng)、高精度點(diǎn)定位的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù):
在自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中,經(jīng)常會(huì)涉及到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)有技術(shù)中,在工業(yè)上應(yīng)用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原理基本相似,但實(shí)現(xiàn)方式上有所不同。 一種是采用旋轉(zhuǎn)手臂或曲柄滑塊機(jī) 構(gòu)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng),采用該方案的傳動(dòng)裝置較簡單,但占空間大,體積較大,運(yùn)行速度慢, 工作效率低,而且由于制造精度和傳動(dòng)精度對(duì)精確定位影響較大;另一種是采用絲杠或同步 帶直接傳動(dòng)。采用上述兩種方法實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)中,因?yàn)橄到y(tǒng)的原動(dòng)件參與運(yùn)動(dòng),而原動(dòng) 件通常質(zhì)量相對(duì)較大,會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度和精度,繼而嚴(yán)重影響整個(gè) 系統(tǒng)的工作效率。而且通過上述方式實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng),要求兩點(diǎn)間必須是在同一個(gè)高度或 高度相差不能太大,否則無法實(shí)現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種新型的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),有效地削減了 參與運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量,且能有效實(shí)現(xiàn)在同一平面及高度相差較大的任意兩點(diǎn)間高速、精確的 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng),提高了整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。
為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),用于自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中,包括水平固定在系統(tǒng)機(jī)架上 的主導(dǎo)軌l、主導(dǎo)軌1上安設(shè)有可自由滑動(dòng)的主滑塊2;
在所述主滑塊2上固連有一個(gè)從導(dǎo)軌3,從導(dǎo)軌3上安設(shè)有可在其上垂直自由滑動(dòng)的從 滑塊4;從滑塊4可與系統(tǒng)中的其他運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作機(jī)構(gòu)(如吸取元件機(jī)構(gòu))相連。
從滑塊4與一固定在系統(tǒng)機(jī)架上的曲柄5通過一連桿6相連,組成一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的,所述主滑塊2與同步帶22相連由固定在系統(tǒng)機(jī)架上的主動(dòng)
電機(jī)21控制,可在主導(dǎo)軌l上往復(fù)滑動(dòng);
為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的,所述曲柄5由固定在系統(tǒng)機(jī)架上的從動(dòng)電機(jī)51通過同步帶
52及曲柄盤53帶動(dòng),其活動(dòng)端可繞樞軸54轉(zhuǎn)動(dòng)。在本發(fā)明中,主動(dòng)電機(jī)21可帶動(dòng)從滑塊4水平運(yùn)動(dòng),同時(shí)沿從導(dǎo)軌3上下滑動(dòng),而在主 動(dòng)電機(jī)21不動(dòng)的情況下,從動(dòng)電機(jī)51可帶動(dòng)從滑塊4沿從導(dǎo)軌3上下滑動(dòng)。因此主動(dòng)電機(jī) 21與從動(dòng)電機(jī)51配合運(yùn)動(dòng),可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)(第一工作點(diǎn)A)對(duì)點(diǎn)(第二工作點(diǎn)B)運(yùn)動(dòng)。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn),在從滑塊4上也固定一個(gè)第三導(dǎo)軌7,第三導(dǎo)軌7上安設(shè) 有可在其上自由滑動(dòng)的第三滑塊8,第三滑塊8與系統(tǒng)中的其他動(dòng)作機(jī)構(gòu)相連。同時(shí)第三滑 塊8和從滑塊4之間可用運(yùn)動(dòng)反饋裝置10連接,當(dāng)?shù)谌瑝K8下降到特定位置時(shí),運(yùn)動(dòng)反饋 裝置IO將信號(hào)反饋給控制系統(tǒng),保證系統(tǒng)中的其他運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的精確性。
本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在完成點(diǎn)(第一工作點(diǎn)A)對(duì)點(diǎn)(第二工作點(diǎn)B)的運(yùn)動(dòng)過程中, 主、從電機(jī)作為原動(dòng)件都固定在系統(tǒng)機(jī)架上不參與運(yùn)動(dòng),減輕了整個(gè)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)部件 的質(zhì)量,使其可以在高度差較大的任意兩點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)高速、精確的運(yùn)動(dòng)控制,擴(kuò)大了使用范圍, 提高了工作效率。
圖1是本發(fā)明的機(jī)構(gòu)簡圖。
圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的三維結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)控制流程圖。
圖4是本發(fā)明的動(dòng)作分解圖,其中圖4-1所示是運(yùn)動(dòng)點(diǎn)O在動(dòng)作起點(diǎn);
圖4-2所示是運(yùn)動(dòng)點(diǎn)O在第一工作點(diǎn)A點(diǎn)動(dòng);
圖4-3所示是運(yùn)動(dòng)點(diǎn)O在第一工作點(diǎn)A點(diǎn)上方;
圖4-4所示是運(yùn)動(dòng)點(diǎn)O向第二工作點(diǎn)B點(diǎn)上方移動(dòng);
圖4-5所示是在第二工作點(diǎn)B點(diǎn)上方;
圖4-6所示運(yùn)動(dòng)點(diǎn)O在第二工作點(diǎn)B點(diǎn);
圖4-7是運(yùn)動(dòng)點(diǎn)O在第二工作點(diǎn)B點(diǎn)上方;
圖4-8所示是運(yùn)動(dòng)點(diǎn)O向第一工作點(diǎn)A點(diǎn)上方移動(dòng)。 標(biāo)號(hào)說明
l一主導(dǎo)軌,2—主滑塊, 21—主動(dòng)電機(jī),22—同步帶,3—從導(dǎo)軌,4一從滑塊, 5—曲柄,51—從動(dòng)電機(jī),52—同步帶, 53—曲柄盤,54—樞軸,6—連桿, 7—第三導(dǎo)軌,8—第三滑塊,9一吸嘴, IO—彈簧裝置。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的三維結(jié)構(gòu)圖。包括一個(gè)系統(tǒng)機(jī)架,水平安設(shè)在系統(tǒng)機(jī)架上的 主導(dǎo)軌l、主導(dǎo)軌1上安設(shè)有可自由滑動(dòng)的主滑塊2;在系統(tǒng)機(jī)架上垂直安設(shè)有主動(dòng)電機(jī)21, 通過控制與同步帶22相連的主滑塊2,可實(shí)現(xiàn)主滑塊2在主導(dǎo)軌1上的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng);
主滑塊2上還固連有一個(gè)從導(dǎo)軌3,從導(dǎo)軌3上安設(shè)有可在其上垂直自由滑動(dòng)的從滑塊4;
在系統(tǒng)機(jī)架上安設(shè)有一可繞樞軸54轉(zhuǎn)動(dòng)的曲柄5,從動(dòng)電機(jī)51通過同步帶52及曲柄盤 53可帶動(dòng)曲柄5轉(zhuǎn)動(dòng)。
從滑塊4通過一連桿6與前述曲柄5的活動(dòng)端相連,組成一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。
在從滑塊4上也設(shè)有一個(gè)第三導(dǎo)軌7,第三導(dǎo)軌7上安設(shè)有可在其上自由滑動(dòng)的第三滑 塊8,第三滑塊8通過吸嘴9與系統(tǒng)中的元件吸取機(jī)構(gòu)(圖中未標(biāo)示)相聯(lián)。從滑塊4和第 三滑塊8用一個(gè)可以測試壓力的彈簧裝置10連接。當(dāng)?shù)谌瑝K8下降到預(yù)定位置時(shí),彈簧裝 置10將信號(hào)反饋給控制系統(tǒng),以保證元件吸取結(jié)構(gòu)精確完成吸取動(dòng)作。當(dāng)然也可以采用其他 控制系統(tǒng)作為運(yùn)動(dòng)反饋裝置,來保證元件吸取結(jié)構(gòu)動(dòng)作的精確性。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中,主動(dòng)電機(jī)21動(dòng)作時(shí),將帶動(dòng)主滑塊1繼而帶動(dòng)從滑塊4沿水 平方向運(yùn)動(dòng),而從滑塊4在做水平運(yùn)動(dòng)的過程中同時(shí)又沿從導(dǎo)軌3上下滑動(dòng);而在主動(dòng)電機(jī) 2I不動(dòng)的情況下,從動(dòng)電機(jī)51帶動(dòng)從滑塊4沿從導(dǎo)軌3上下滑動(dòng)。因此,通過主動(dòng)電機(jī)21 與從動(dòng)電機(jī)51配合,即可控制從滑塊4以及第三滑塊8的運(yùn)動(dòng)軌跡,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)元件吸取結(jié)構(gòu) 點(diǎn)(第一工作點(diǎn)A)對(duì)點(diǎn)(第二工作點(diǎn)B)的運(yùn)動(dòng)。
圖l所示是本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡圖,同時(shí)也是本發(fā)明的工作原理示意圖。其中,A、 B點(diǎn)為工作點(diǎn),O點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)點(diǎn)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過運(yùn)動(dòng)點(diǎn)O將帶動(dòng)元件吸取機(jī)構(gòu),也可以是系統(tǒng)中 的其他動(dòng)作機(jī)構(gòu),按照下述流程完成點(diǎn)(第一工作點(diǎn)A)對(duì)點(diǎn)(第二工作點(diǎn)B)的一個(gè)運(yùn)動(dòng) 周期
A點(diǎn)上方一~^下降一"點(diǎn)一"^提升一~點(diǎn)上方一"^水平橫移一~點(diǎn)上方一~^下降 一~點(diǎn)一~^提升一~點(diǎn)上方一"^水平橫移一~點(diǎn)上方。
其中,將起點(diǎn)設(shè)計(jì)在第一工作點(diǎn)A點(diǎn)上方,是為了避免開機(jī)時(shí),與運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連的 元件吸取結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)其他部件發(fā)生撞擊。
下面參照圖4所示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的動(dòng)作分解圖,對(duì)本發(fā)明的動(dòng)作過程作詳細(xì)描述, 具體包括如下步驟
A.從動(dòng)作起點(diǎn)(A點(diǎn)上方)到第一工作點(diǎn)(A點(diǎn))主電機(jī)21不動(dòng),主滑塊2也固定不動(dòng),從動(dòng)電機(jī)51帶動(dòng)曲柄5轉(zhuǎn)動(dòng),從滑塊4和第三 滑塊8同時(shí)下降。當(dāng)吸嘴9下降到預(yù)定位置時(shí),第三滑塊8與從滑塊4產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),通過 安設(shè)在從滑塊4與第三滑塊8之間的彈簧裝置10來確認(rèn)第三滑塊8到位,元件吸取機(jī)構(gòu)到達(dá) 第一工作點(diǎn)A點(diǎn),即從圖4-1的位置到圖4-2的位置。
B. 從第一工作點(diǎn)(A點(diǎn))到第一過渡點(diǎn)(A點(diǎn)上方)
主電機(jī)21不動(dòng),主滑塊2固定不動(dòng),從動(dòng)電機(jī)51反向轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)曲柄5轉(zhuǎn)動(dòng),從滑塊4 上升,第三滑塊8通過彈簧裝置10復(fù)位上升,元件吸取機(jī)構(gòu)到達(dá)第一過渡點(diǎn)(A點(diǎn)上方), 即從圖4-2的位置到圖4-3的位置;
C. 從第一過渡點(diǎn)(A點(diǎn)上方)到第二過渡點(diǎn)(B點(diǎn)上方)
如圖4-4所示,主動(dòng)電機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng),通過同步帶22帶動(dòng)主滑塊2向左側(cè)運(yùn)動(dòng),從滑塊4 及第三滑塊8也整體向左側(cè)移動(dòng),同時(shí)從動(dòng)電機(jī)51帶動(dòng)曲柄5做插補(bǔ)運(yùn)動(dòng),使得在運(yùn)動(dòng)過程 中從滑塊4及第三滑塊8與運(yùn)動(dòng)點(diǎn)0保持在一定的高度以上,避免發(fā)生撞擊,直至元件吸取 機(jī)構(gòu)到達(dá)第二過渡點(diǎn)(B點(diǎn)上方),即從圖4-3的位置到圖4-5的位置;
D. 從第二過渡點(diǎn)(B點(diǎn)上方)到第二工作點(diǎn)(B點(diǎn))
主動(dòng)電機(jī)21不動(dòng),主滑塊2固定不動(dòng),從動(dòng)電機(jī)51轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)曲柄5轉(zhuǎn)動(dòng),從滑塊4和 第三滑塊8同時(shí)下降,當(dāng)下降到預(yù)定位置時(shí)由安設(shè)在滑塊4和滑塊8之間的彈簧裝置10來確 認(rèn)第三滑塊8到位,元件吸取機(jī)構(gòu)到達(dá)第二工作點(diǎn)(B點(diǎn)),即從圖4-5的位置到圖4-6的位 置;
E. 從第二工作點(diǎn)(B點(diǎn))到第二過渡點(diǎn)(B點(diǎn)上方)
主動(dòng)電機(jī)21不動(dòng),主滑塊2固定不動(dòng),從動(dòng)電機(jī)51反向轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)曲柄5轉(zhuǎn)動(dòng),從滑塊 4和第三滑塊8 —起上升,第三滑塊8通過彈簧裝置10復(fù)位上升,元件吸取機(jī)構(gòu)到達(dá)第二過 渡點(diǎn)(B點(diǎn)上方),即從圖4-6的位置到圖4-7的位置;
F. 從第二過渡點(diǎn)(B點(diǎn)上方)到第一過渡點(diǎn)(A點(diǎn)上方)
如圖4-8所示,主動(dòng)電機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng),通過同步帶22帶動(dòng)主滑塊2向右側(cè)運(yùn)動(dòng),從滑塊4 及第三滑塊8也整體向右側(cè)移動(dòng),同時(shí)從動(dòng)電機(jī)51帶動(dòng)曲柄5做插補(bǔ)運(yùn)動(dòng),使得在運(yùn)動(dòng)過程 中從滑塊4及第三滑塊8與運(yùn)動(dòng)點(diǎn)0保持在一定的高度以上,避免發(fā)生撞擊,元件吸取機(jī)構(gòu) 回到第一過渡點(diǎn)(A點(diǎn)上方),即從圖4-7的位置到圖4-l的位置,完成一個(gè)工作周期。
圖3所示是本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(及與其連接的系統(tǒng)其他動(dòng)作機(jī)構(gòu),如元件吸取機(jī)構(gòu)) 的控制流程,包括如下流程
開機(jī)一設(shè)置運(yùn)行參數(shù)一工作點(diǎn)上升,避免撞擊一工作點(diǎn)回到原點(diǎn)一工作點(diǎn)下降一壓力測試到位一是(否一壓力測試到位)一工作點(diǎn)上升一工作點(diǎn)移動(dòng)到第二點(diǎn)上方一工作點(diǎn)下降一 壓力測試到位一是(否一壓力測試到位)—工作點(diǎn)上升一工作點(diǎn)移動(dòng)到第一點(diǎn)上方—是否結(jié) 束工作一否(是一退出)一下降到第一點(diǎn)位置,完成一個(gè)周期。
與傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比,本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和曲柄滑 塊機(jī)構(gòu)的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)由于原動(dòng)件固定在系統(tǒng)機(jī)架上而不參與運(yùn)動(dòng),減輕 了系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量,且做插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程較大,使點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以在高度 差較大的情況下工作。加上工作點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到位情況可由運(yùn)動(dòng)反饋裝置(彈簧裝置)及時(shí)反饋給 控制系統(tǒng),所以能夠?qū)崿F(xiàn)在任意兩點(diǎn)間的高速、精確點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。
以上為本發(fā)明的最佳實(shí)施方式,依據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠顯 而易見地想到的一些雷同、替代方案,均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),用于自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中,其特征在于,包括水平固定在系統(tǒng)機(jī)架上的主導(dǎo)軌(1)、主導(dǎo)軌(1)上安設(shè)有可自由滑動(dòng)的主滑塊(2);在所述主滑塊(2)上固連有一從導(dǎo)軌(3),從導(dǎo)軌(3)上安設(shè)有可在其上垂直自由滑動(dòng)的從滑塊(4)從滑塊(4)與一固定在系統(tǒng)機(jī)架上的曲柄(5)通過一連桿(6)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),其特征在于,所述主滑塊(2)由 固定在系統(tǒng)機(jī)架上的主動(dòng)電機(jī)(21)帶動(dòng)而在所述主導(dǎo)軌(1)上往復(fù)滑動(dòng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2要求所述的高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),其特征在于,所述曲柄(5) 由固定在系統(tǒng)機(jī)架上的從動(dòng)電機(jī)(51)帶動(dòng),其活動(dòng)端繞樞軸(54)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),其特征在于,在所述從滑塊(4) 固連有一第三導(dǎo)軌(7),所述第三導(dǎo)軌(7)上安設(shè)有可在其上自由滑動(dòng)的第三滑塊(8)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),其特征在于,所述第三滑塊(8) 與系統(tǒng)中的其它動(dòng)作機(jī)構(gòu)相聯(lián)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),其特征在于,所述第三滑塊(8) 和所述滑塊(4)用運(yùn)動(dòng)反饋裝置(10)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),特別涉及一種可在任意兩點(diǎn)間快速移動(dòng)、高精度點(diǎn)定位的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明利用直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng),同時(shí)由于原動(dòng)件固定在系統(tǒng)機(jī)架上而不參與運(yùn)動(dòng),減輕了系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量,且做插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程較大,使點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以在高度差較大的情況下工作。加上工作點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到位情況由運(yùn)動(dòng)反饋裝置及時(shí)反饋給控制系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)在任意兩點(diǎn)間的高速、精確點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B65G25/00GK101417421SQ20081021959
公開日2009年4月29日 申請日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者池家武, 王通宙 申請人:深圳市步科電氣有限公司