一種採用絲槓絲母傳動的機械手長直線運動裝置的製作方法

2023-12-09 07:45:06 1

本發明屬於數控自動化技術領域，特別涉及一種採用絲槓絲母傳動的機械手長直線運動裝置。

背景技術：

在數控自動化加工領域，物料的輸送通常通過機械手在長橫梁的直線運動來實現，目前機械手在長橫梁的直線運動大多採用齒輪齒條或同步帶傳動方式，雖然可以實現較快的響應速度，但由於這兩種結構的傳動精度較低，方向上回程存在較大間隙，很難達到高精度的傳動要求；並且這兩種傳動方式都採用伺服電機驅動控制，需要為伺服電機預留較大的安裝空間，空間利用率較低，不能適應設備佔用空間的發展要求；另外，這兩種傳動方式在嚙合過程中易產生較大磨損，從而影響使用壽命。

直線運動的另一種傳動方式是絲槓絲母傳動，可以實現精確的微進給，並且具有摩擦損失小、傳動效率高、傳動精度高的特點，在一定程度上能夠滿足高精度傳動要求，但是現有的絲槓絲母傳動結構中主要採用伺服電機或減速機通過聯軸節驅動絲槓轉動，其伺服電機和減速機佔用空間較大，成本較高，聯軸節傳動過程中也會存在一定的精度損失，絲槓如果較長，安裝調整非常困難，並且絲槓的精度和剛性也難於保證。而隨著自動化生產線的發展，對機械手直線運動的長度要求越來越高，現有絲槓絲母的傳動方式顯然無法滿足機械手的長直線運動傳動要求。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種結構緊湊、空間佔用小、加工製造方便、精度高、響應速度快、成本低的絲槓絲母傳動的機械手長直線運動裝置，既能夠實現機械手較長的直線運動，又能夠保證較高的直線運動精度。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：一種採用絲槓絲母傳動的機械手長直線運動裝置，由機械手、長橫梁、絲槓、絲母、直驅電機以及直線導軌組成，絲槓兩端固定安裝於長橫梁上；兩組直線導軌平行分布於絲槓兩側，並固定於長橫梁上；絲母與直驅電機的輸出端聯接，並螺旋於絲槓上；機械手固定安裝於直驅電機上，並通過滑動裝置分別與兩組直線導軌滑動聯接。

上述一種採用絲槓絲母傳動的機械手長直線運動裝置，所述直驅電機由電機定子、轉子軸、軸承、軸承隔圈、軸承座、軸承壓蓋、鎖緊螺母、編碼器、電機外殼、電機後蓋、骨架油封以及潤滑注油板組成，轉子軸通過兩組軸承固定於軸承座上，兩組軸承之間設置有軸承隔圈，兩組軸承分別通過軸承前端的軸承壓蓋、軸承座以及軸承後端的鎖緊螺母在轉子軸軸向固定，軸承壓蓋安裝於軸承座上，鎖緊螺母螺旋於轉子軸上，軸承壓蓋和轉子軸軸端形成迷宮密封；所述軸承座與電機外殼固定聯接；電機定子位於電機外殼內部，並與轉子軸上的磁瓦相互作用，帶動轉子軸轉動；轉子軸的後端固定聯接有編碼器；電機後蓋設置在轉子軸尾端，電機後蓋的端部中心處設置有骨架油封；潤滑注油板安裝於電機後蓋上。

上述一種採用絲槓絲母傳動的機械手長直線運動裝置，所述轉子軸為中空結構，絲母通過螺釘與轉子軸聯接。

上述一種採用絲槓絲母傳動的機械手長直線運動裝置，所述軸承座的外側設置有安裝孔，機械手通過螺釘安裝於安裝孔上，將機械手與軸承座聯接在一起。

與現有技術相比，本發明的有益效果在於：本發明結構簡單、加工製造方便、成本低，採用直驅電機直接驅動絲母繞絲槓轉動，一方面絲槓固定不動，絲槓長度不影響絲槓絲母驅動精度，並且絲槓安裝調整方便，安裝時也無需預留伺服電機、聯軸節等裝置的安裝位置，空間利用率高；另一方面直驅電機驅動，省去了聯軸節等中間連接件，減小了聯軸節等裝置傳動帶來的精度誤差，響應更加迅速，大大提高了絲槓絲母的傳動精度，保證機械手實現高精度直線運動。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖。

圖2是本發明直驅電機內部聯接結構示意圖。

圖3是本發明直驅電機外部聯接結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

結合圖1至圖3所示，本發明的一種採用絲槓絲母傳動的機械手長直線運動裝置，由長橫梁1、機械手2、直驅電機3、絲槓4、絲母5以及直線導軌6組成。

其中，直驅電機3包括轉子軸301、軸承302、軸承隔圈303、軸承座304、軸承壓蓋305、鎖緊螺母306、電機定子307、電機外殼308、編碼器309、電機後蓋310、骨架油封311以及潤滑注油板312，如圖2所示，轉子軸301為中空結構，並通過兩組軸承302固定於軸承座304上，兩組軸承302之間設置有軸承隔圈303，軸承隔圈303的內圈與軸承302內圈相對應，隨軸承302內圈一起轉動，軸承隔圈303的外圈與軸承302外圈相對應。軸承302分別通過軸承前端的軸承壓蓋305、軸承座304以及軸承後端的鎖緊螺母306在轉子軸301軸向固定，軸承壓蓋305安裝於軸承座304上，並與轉子軸301軸端形成迷宮密封，防止切削液等進入直驅電機內部；鎖緊螺母306螺旋於轉子軸301上。軸承座304與電機外殼308固定聯接；電機定子307位於電機外殼308內部，並與轉子軸301上的磁瓦相互作用，帶動轉子軸301轉動。轉子軸301的後端通過螺釘聯接有編碼器309，編碼器309隨轉子軸一起轉動，可通過編碼器讀數頭識別編碼器309轉動角度，並反饋給控制系統進行補償，保證轉子軸301可以完成高精度轉動。電機後蓋310與電機外殼308相對應，並位於轉子軸301尾端，電機後蓋310的端部中心處還設置有骨架油封311，將直驅電機內部形成有效密封。潤滑注油板312安裝於電機後蓋310上。

絲槓4兩端固定安裝於長橫梁1上；直線導軌6平行分布於絲槓4的兩側，並固定於長橫梁1上。絲母5通過螺釘與轉子軸301聯接，絲母5螺旋於絲槓4上，並使絲槓4貫穿於轉子軸301的中心孔。軸承座304上設置有螺釘安裝孔341，如圖3所示；機械手2通過螺釘及螺釘安裝孔341與軸承座304聯接；同時，機械手2通過滑動裝置分別與直線導軌6滑動聯接。

工作時，直驅電機3的轉子軸301帶動絲母5繞絲槓4的軸線轉動，絲槓1兩端固定不動，從而實現絲母5在絲槓4上的平滑移動，進而帶動直驅電機3以及機械手2隨絲母5一起平滑移動，並配合直線導軌6實現機械手2的高精度直線運動。

儘管上文對本發明進行了詳細說明，但是本發明不限於此，本領域技術人員可以根據本發明的原理進行各種修改。因此，凡按照本發明原理所作的修改，都應當理解為落入本發明的保護範圍。