專利名稱：線性單軸智能定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電氣定位裝置，特別涉及一種線性單軸智能定位裝置。
背景技術(shù)：
定位控制是機(jī)電設(shè)備有關(guān)位置控制的重要內(nèi)容之一，在機(jī)床、印刷包裝機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備、微電子制造設(shè)備等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。定位控制有以下要求，一是要保證點(diǎn)到點(diǎn)的位置精度；二是要保證點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度；三是要對(duì)定位過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)前定位控制有以下方式1、行程開(kāi)關(guān)定位。在定位點(diǎn)設(shè)置行程開(kāi)關(guān)，通過(guò)行程開(kāi)關(guān)的通斷控制運(yùn)動(dòng)部件的定位。2、單片機(jī)控制定位。通過(guò)單片機(jī)和接口電路輸出脈沖信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使運(yùn)動(dòng)部件定位[0005]3、位置控制卡定位。位置控制卡是一種專門(mén)用來(lái)進(jìn)行位置控制的模板，通過(guò)PCI 或ISA總線與計(jì)算機(jī)主板相連。由位置控制卡輸出控制信號(hào)至伺服驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使運(yùn)動(dòng)部件定位。4、可編程控制器和定位模塊定位。定位模塊是可編程控制器可選配的功能模塊， 借助功能指令通過(guò)可編程控制器對(duì)設(shè)定的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由定位模塊輸出控制信號(hào)至伺服驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使運(yùn)動(dòng)部件定位。但是上述的4種方式均具有比較明顯的缺點(diǎn)1、行程開(kāi)關(guān)定位。①位置定位由行程開(kāi)關(guān)的安裝位置確定，不能任意定位。當(dāng)定位點(diǎn)有變化時(shí)，需重新設(shè)置或安裝行程開(kāi)關(guān)，并重新安排電氣線路和設(shè)定控制邏輯；②定位精度由行程開(kāi)關(guān)的安裝精度等因素來(lái)保證，定位精度低；③點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度不能任意設(shè)定； ④定位過(guò)程由人工來(lái)觀察。2、單片機(jī)控制定位。①位置和速度等定位數(shù)據(jù)通過(guò)鍵盤(pán)和數(shù)碼管設(shè)定和顯示，操作步驟多且不直觀，不能對(duì)定位過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控；②定位控制無(wú)位置檢測(cè)，定位精度較低。3、位置控制卡定位。①必須由計(jì)算機(jī)硬件支持，在要求高的場(chǎng)合須采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，增加了成本；②位置和速度等定位數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)和屏幕設(shè)定和顯示，操作步驟多，鍵盤(pán)和屏幕占據(jù)設(shè)備較多的空間。4、可編程控制器和定位模塊定位。①定位數(shù)據(jù)不通過(guò)外部設(shè)備設(shè)定時(shí)，定位數(shù)據(jù)固化在可編程控制器中，當(dāng)工藝流程發(fā)生變化時(shí)，須重新編制控制程序，實(shí)時(shí)調(diào)整功能不強(qiáng)；②定位數(shù)據(jù)通過(guò)外部設(shè)備設(shè)定時(shí)，通常由撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，操作易出錯(cuò)；③上述兩項(xiàng)均不能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，也不能對(duì)定位過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。有鑒于此，有必要提供一種定位精度高的線性單軸智能定位裝置。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種線性單軸智能定
3位裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法進(jìn)行精確定位的問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了以下技術(shù)方案一種線性單軸智能定位裝置，其中，包括馬達(dá)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器、上位機(jī)控制器、觸摸屏處理器、滾珠螺桿、聯(lián)軸器、法蘭、直線滑軌和滑座；所述觸摸屏處理器、上位機(jī)控制器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器和馬達(dá)依次連接；所述馬達(dá)安裝在所述法蘭上，且通過(guò)所述聯(lián)軸器與滾珠螺桿連接， 所述直線滑軌的側(cè)壁具有滑槽，所述滑座與所述滑槽滑動(dòng)連接，且所述滑座與滾珠螺桿固定連接。所述的線性單軸智能定位裝置，其中，所述直線滑軌為U型直線滑軌，在U型直線滑軌的兩個(gè)側(cè)壁上均設(shè)置有滑槽。所述的線性單軸智能定位裝置，其中，在所述法蘭和直線滑軌之間設(shè)置有法蘭固定座。所述的線性單軸智能定位裝置，其中，在直線滑軌的末端設(shè)置有隨動(dòng)支承座。所述的線性單軸智能定位裝置，其中，還包括防護(hù)蓋，所述防護(hù)蓋的一端固定在法蘭固定座上，另一端固定在隨動(dòng)支承座上。所述的線性單軸智能定位裝置，其中，在所述直線滑軌上設(shè)置有開(kāi)關(guān)安裝器，所述開(kāi)關(guān)安裝器上設(shè)置有極限開(kāi)關(guān)。所述的線性單軸智能定位裝置，其中，極限開(kāi)關(guān)為3個(gè)。所述的線性單軸智能定位裝置，其中，所述開(kāi)關(guān)安裝器上還設(shè)置有位置感應(yīng)器。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的線性單軸智能定位裝置包括馬達(dá)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器、上位機(jī)控制器、觸摸屏處理器、滾珠螺桿、聯(lián)軸器、法蘭、直線滑軌和滑座；通過(guò)在觸摸屏處理器中設(shè)置滑座移動(dòng)的距離和速度，通過(guò)上位機(jī)控制器計(jì)算得出輸出脈沖數(shù)量，之后由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使?jié)L珠螺桿沿直線滑軌移動(dòng)，進(jìn)而控制滑座移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了精確定位。而且本實(shí)用新型提供的線性單軸智能定位裝置還具有定位精度高、響應(yīng)速度快、 速度穩(wěn)定、高剛性、高負(fù)載、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等特點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型線性單軸智能定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型線性單軸智能定位裝置的直線滑軌的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種線性單軸智能定位裝置其用途廣泛，在自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備動(dòng)作中的線形移動(dòng)均可應(yīng)用，如自動(dòng)焊錫機(jī)、鎖螺絲機(jī)、料架零件盒取放、小型堆棧、點(diǎn)膠涂布機(jī)、零附件取放搬運(yùn)、CCD鏡頭移動(dòng)、自動(dòng)涂膠機(jī)、自動(dòng)上下料裝置、切割機(jī)、電子元件生產(chǎn)設(shè)備、小型裝配線、小型壓臺(tái)、點(diǎn)焊機(jī)、表面覆膜制程、自動(dòng)貼標(biāo)簽機(jī)、渡料灌注分裝、零附件檢查設(shè)備、生產(chǎn)線工件整理、材料充填裝置、包裝機(jī)、刻印機(jī)、輸送帶移位、工件清潔、移動(dòng)檢查、噴畫(huà)打印、貼片裝置、檢測(cè)裝置、開(kāi)關(guān)裝置、高速搬運(yùn)、螺絲緊固、壓入裝置、裝配裝置、膠水涂敷、部件移轉(zhuǎn)等等。為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的線性單軸智能定位裝置包括馬達(dá)10、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(圖中未示出)、上位機(jī)控制器(圖中未示出)、觸摸屏處理器(圖中未示出)、滾珠螺桿 20、聯(lián)軸器30、法蘭40、直線滑軌50和滑座60。所述觸摸屏處理器、上位機(jī)控制器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器和馬達(dá)依次連接。其中，所述觸摸屏處理器具有計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，其主要用于設(shè)置位置參數(shù)，如滑座60的移動(dòng)距離和移動(dòng)速度。所述上位機(jī)控制器用于輸出定量的脈沖信號(hào)，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器用于根據(jù)上位機(jī)控制器輸出的脈沖數(shù)量驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)速。所述上位機(jī)控制器具有自整定運(yùn)算功能，將觸摸屏處理器設(shè)置的位置參數(shù)通過(guò)預(yù)先設(shè)定的計(jì)算公式，計(jì)算得出需要輸出脈沖數(shù)量，即馬達(dá)接收脈沖數(shù)量作為移動(dòng)距離的單一控制依據(jù)，達(dá)到定長(zhǎng)移動(dòng)的目的。通過(guò)對(duì)上位機(jī)控制器的控制邏輯的編輯，可以根據(jù)整機(jī)的動(dòng)作需要而任意設(shè)定位置參數(shù)，達(dá)到自動(dòng)往返，間歇往返，定長(zhǎng)行走等支持設(shè)備整機(jī)動(dòng)作的功能。本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述馬達(dá)10安裝在所述法蘭40上，且馬達(dá)10通過(guò)所述聯(lián)軸器30與滾珠螺桿20連接，所述直線滑軌50的側(cè)壁具有滑槽501，所述滑座60與所述滑槽501滑動(dòng)連接，使滑座60可在滑槽501中移動(dòng)。所述滑座60與滾珠螺桿20的固定連接， 從而可通過(guò)馬達(dá)控制滾珠螺桿20移動(dòng)時(shí)帶動(dòng)滑座隨之一起移動(dòng)。 在具體實(shí)施時(shí)，所述直線滑軌50為U型直線滑軌，在U型直線滑軌的兩個(gè)側(cè)壁上均設(shè)置有滑槽501，且兩條滑槽501沿直線滑軌50的軸向設(shè)置，從而所述滾珠螺桿20和滑座60也需沿直線滑軌50的軸向移動(dòng)。本實(shí)用新型采用在直線滑軌50上開(kāi)設(shè)兩條滑槽，用來(lái)提高直線滑軌的線性精度和滑座滑動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)度。本實(shí)施例中，所述滑座60的頂面的四個(gè)角上分別設(shè)置有一根方柱601，該方柱601 可以固定加工設(shè)備需要定位移動(dòng)的部件，并且在直線滑軌50上還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)螺帽503，該驅(qū)動(dòng)螺帽503位于滑座60的下方，可隨滾珠螺桿的移動(dòng)驅(qū)動(dòng)滑座60移動(dòng)。本實(shí)施例中，所述滾珠螺桿20的導(dǎo)程可按需求選配，滾珠螺桿20按精度等級(jí)可分為精密級(jí)和一般級(jí)，直線滑軌50的長(zhǎng)度可按行程需求選配，滑座60的數(shù)量可依需求選配， 并且滑座60選配標(biāo)準(zhǔn)型與輕載型。在選型時(shí)可通過(guò)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的線性單軸智能定位裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真和有限元分析，模擬真實(shí)環(huán)境中的工作狀況并對(duì)其進(jìn)行分析和判斷，通過(guò)建立裝配分析、速度分析、靜態(tài)分析、運(yùn)動(dòng)分析和機(jī)構(gòu)評(píng)估來(lái)獲得有限元分析及運(yùn)動(dòng)仿真的分析結(jié)果輸出，從而得到最適化的選型配備，如滾珠螺桿、直線滑軌和滑座的選型配備。并且，在使用設(shè)計(jì)選型過(guò)程中還可對(duì)線性單軸智能定位裝置進(jìn)行全方位的分析評(píng)估，能通過(guò)集運(yùn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)于一體的分析模塊，進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、疲勞、沖擊等多種分析，并能直接調(diào)用建模參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，從而提高線性單軸智能定位裝置選型的可靠性。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖2，在法蘭40和直線滑軌50之間設(shè)置有法蘭固定座401，所述法蘭固定座401通過(guò)螺桿和螺母分別與法蘭40和直線滑軌50的一端固定。在直線滑軌50的另一端(即直線滑軌50的末端)設(shè)置有隨動(dòng)支承502座，該隨動(dòng)支承502座也通過(guò)螺桿和螺母與直線滑軌50固定。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，本實(shí)用新型的線性單軸智能定位裝置還包括防護(hù)蓋70，該防護(hù)蓋70的一端固定在法蘭固定座401上，另一端固定在隨動(dòng)支承502座上，可對(duì)滾珠螺桿20和滑座60進(jìn)行保護(hù)，而且還可起到防塵的作用。為了提高線性單軸智能定位裝置的安全性能，所述直線滑軌50上設(shè)置有開(kāi)關(guān)安裝器51，所述開(kāi)關(guān)安裝器51上設(shè)置有極限開(kāi)關(guān)511。所述極限開(kāi)關(guān)511為3個(gè)，其中，位于開(kāi)關(guān)安裝器51兩端的極限開(kāi)關(guān)511主要用于電氣控制中的檢測(cè)和保護(hù)，位于開(kāi)關(guān)安裝器51 中間的極限開(kāi)關(guān)511用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)安裝器51中間位置的檢測(cè)和保護(hù)。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述開(kāi)關(guān)安裝器51上還設(shè)置有位置感應(yīng)器512，該位置感應(yīng)器512位于滑座60的周邊，用于檢測(cè)滑座60移動(dòng)的距離。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述馬達(dá)采用低慣量高精度編碼器伺服馬達(dá)，由上位機(jī)控制器發(fā)出高頻脈沖，通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器攫取馬達(dá)尾端的旋轉(zhuǎn)編碼器的旋轉(zhuǎn)脈沖，控制脈沖信號(hào)的輸入，并采用偏差計(jì)數(shù)器清零，以達(dá)到高速度高精度的特點(diǎn)，使電控系統(tǒng)達(dá)到全閉環(huán)控制。因此，本實(shí)用新型的線性單軸智能定位裝置具備以下優(yōu)點(diǎn)1、響應(yīng)頻率達(dá) 2. 0kHz，20bit 104 萬(wàn) Pulse/Rev ；2、馬達(dá)具有低齒槽轉(zhuǎn)矩，上位機(jī)控制器具有半/全閉環(huán)，輸入、輸出脈沖高達(dá) 4Mpps ；3、觸摸屏控制器具有自動(dòng)增益調(diào)整，自動(dòng)、手動(dòng)陷波濾波器，自動(dòng)、手動(dòng)制振濾波器，機(jī)器模擬等功能；4、線性單軸智能定位裝置具有極限開(kāi)關(guān)和位置感應(yīng)器其安全性能極高，而且移動(dòng)時(shí)噪音低。以下對(duì)本實(shí)用新型線性單軸智能定位裝置的驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行說(shuō)明首先，通過(guò)在觸摸屏處理器中設(shè)置滑座60移動(dòng)的距離和速度，之后由上位機(jī)控制器計(jì)算得出輸出脈沖數(shù)量，之后由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)脈沖信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和速度，從而使?jié)L珠螺桿20沿直線滑軌50移動(dòng)，進(jìn)而控制滑座60移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了精確定位。本實(shí)用新型的線性單軸智能定位裝置在實(shí)際工作中，其直線運(yùn)行速度最高可達(dá) 1480mm/sec，導(dǎo)程范圍為10mm-40mm，定位重現(xiàn)性達(dá)士 0. 02mm，定位精度達(dá)士 0. 025mm，行走平行度達(dá)士0. 035mm，最大啟動(dòng)扭力達(dá)27N· cm?？梢?jiàn)，本實(shí)用新型的線性單軸智能定位裝置具有定位精度高、響應(yīng)速度快、速度穩(wěn)定、高剛性、高負(fù)載、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、安裝簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種線性單軸智能定位裝置，其特征在于，包括馬達(dá)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器、上位機(jī)控制器、觸摸屏處理器、滾珠螺桿、聯(lián)軸器、法蘭、直線滑軌和滑座；所述觸摸屏處理器、上位機(jī)控制器、 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器和馬達(dá)依次連接；所述馬達(dá)安裝在所述法蘭上，且通過(guò)所述聯(lián)軸器與滾珠螺桿連接，所述直線滑軌的側(cè)壁具有滑槽，所述滑座與所述滑槽滑動(dòng)連接，且所述滑座與滾珠螺桿固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性單軸智能定位裝置，其特征在于，所述直線滑軌為U型直線滑軌，在U型直線滑軌的兩個(gè)側(cè)壁上均設(shè)置有滑槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線性單軸智能定位裝置，其特征在于，在所述法蘭和直線滑軌之間設(shè)置有法蘭固定座。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線性單軸智能定位裝置，其特征在于，在直線滑軌的末端設(shè)置有隨動(dòng)支承座。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線性單軸智能定位裝置，其特征在于，還包括防護(hù)蓋，所述防護(hù)蓋的一端固定在法蘭固定座上，另一端固定在隨動(dòng)支承座上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線性單軸智能定位裝置，其特征在于，在所述直線滑軌上設(shè)置有開(kāi)關(guān)安裝器，所述開(kāi)關(guān)安裝器上設(shè)置有極限開(kāi)關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性單軸智能定位裝置，其特征在于，極限開(kāi)關(guān)為3個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性單軸智能定位裝置，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)安裝器上還設(shè)置有位置感應(yīng)器。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了線性單軸智能定位裝置，其包括馬達(dá)、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器、上位機(jī)控制器、觸摸屏處理器、滾珠螺桿、聯(lián)軸器、法蘭、直線滑軌和滑座；所述觸摸屏處理器、上位機(jī)控制器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器和馬達(dá)依次連接；所述馬達(dá)安裝在所述法蘭上，且通過(guò)所述聯(lián)軸器與滾珠螺桿連接，所述直線滑軌的側(cè)壁具有滑槽，所述滑座與所述滑槽滑動(dòng)連接，且所述滑座與滾珠螺桿固定連接。本實(shí)用新型提供的線性單軸智能定位裝置通過(guò)在觸摸屏處理器中設(shè)置滑座移動(dòng)的距離和速度，通過(guò)上位機(jī)控制器計(jì)算得出輸出脈沖數(shù)量，之后通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使?jié)L珠螺桿沿直線滑軌移動(dòng)，進(jìn)而控制滑座移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了精確定位。
文檔編號(hào)G05B19/19GK202217166SQ20112031872
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者李建強(qiáng), 溫永濤, 聶大華 申請(qǐng)人:惠州Tcl移動(dòng)通信有限公司