一种三维移动装置的制作方法

文档序号:15506750发布日期:2018-09-21 23:14阅读:155来源:国知局

本发明涉及一种三维移动装置。



背景技术:

三维移动装置是一种在x、y、z轴三个方向实现移动的装置,其包括x轴移动部分,y轴移动部分和z轴移动部分,都包括各自独立的动力和导向等。其移动距离受动力驱动控制,但是现有的三维移动装置无法实现精度高的移动,即无法满足后期高精度的定位,一旦定位不准确,则会出现误操作。另一方面,现有的动力为电机或气缸等,导向为滑轨或丝杠等,当xyz轴三部分组装在一起后,其结构变得复杂,并增加了组装难度和成本。



技术实现要素:

本发明提供了一种三维移动装置,克服了现有技术的困难,开创了一种结构简单,且移动位置控制精度高的三维移动装置。

本发明提供了一种三维移动装置,包括:

底板;

第一移动机构,设置在底板上,且用于带动设备向y轴方向移动;

第二移动机构,设置在第一移动机构上,且用于带动设备向x轴方向移动;

第三移动机构,设置在第二移动机构上,且用于带动设备向z轴方向移动;

第一光栅组件,包括第一光栅和第一读数头,第一光栅和第一读数头相对设置,第一光栅设置在底板上,且第一光栅轴线与y轴方向相平行,第一读数头设置在第二移动机构上;

第二光栅组件,包括第二光栅和第二读数头,第二光栅和第二读数头相对设置,第二光栅设置在第二移动机构上,且第二光栅轴线与x轴方向相平行,第二读数头能够随着设备在x轴方向移动。

进一步,所述第一移动机构包括丝杠、轴承、第一端头支架、第二端头支架、电机、丝杠滑块座和第一滑轨,丝杠包括丝杠杆体和丝杠螺母,丝杠杆体的两端分别通过轴承套接第一端头支架和第二端头支架,第一端头支架和第二端头支架设置在底板上,丝杠杆体的一端穿过第一端头支架与电机的输出轴连接,丝杠螺母外套接有丝杠滑块座,丝杠滑块座通过第一滑轨安装在底板上,第一滑轨轴线和丝杠杆体轴线相平行,且第一滑轨轴线方向为y轴方向。

进一步,所述第一移动机构还包括联轴器和电机固定座,丝杠杆体和电机的输出轴通过联轴器连接,联轴器位于电机固定座内部,电机固定座两侧分别与第一端头支架和电机连接。

进一步,所述第一移动机构还包括两个第一防撞块,两个第一防撞块分别对应丝杠滑块座108沿y轴方向上移动的两侧,且分别固定在第一端头支架和第二端头支架上。

进一步,所述第一移动机构的数量为两个,且分别位于第二移动机构长度方向的两侧。

进一步,所述第二移动机构包括横梁、第二滑轨、转接板和直线电机,横梁长度方向上的两侧分别卡接一个第一移动机构,横梁通过第二滑轨连接转接板,转接板与横梁之间设置有直线电机,直线电机轴线和第二滑轨轴线相平行,且第二滑轨轴线方向为x轴方向。

进一步,所述第二滑轨的数量为两个,直线电机位于两个第二滑轨之间。

进一步,所述直线电机包括定子和动子,定子设置在横梁上,且定子沿着第二滑轨的轴线方向排列,动子设置在转接板上。

进一步,所述第二移动机构还包括两个垫块,每个第二滑轨和转接板之间设置有一个垫块。

进一步,所述第二移动机构还包括第二防撞块,第二滑轨长度方向上的两侧分别设置有第二防撞块。

进一步,所述第二防撞块的数量为四个,每个第二滑轨长度方向的两侧分别设置一个第二防撞块,且分别对应垫块沿x轴方向移动的两侧。

进一步,所述第二防撞块包括防撞块支架和限位块,限位块设置在防撞块支架上,防撞块支架设置在横梁上,防撞块支架呈l型。

进一步,所述第三移动机构包括固定部分和移动部分,固定部分设置在转接板上,且固定部分轴线方向为z轴方向,设备安装在移动部分上。

进一步,所述第二光栅设置在横梁上,第二光栅和第二滑轨分别位于横梁相对的两侧,第二读数头通过第二安装架连接一个垫块。

进一步,所述第一读数头设置在横梁上。

由于采用了上述技术,本发明具有以下优点:

本发明通过第一光栅组件和第一移动机构配合,以及第二光栅组件和第二移动机构配合,能够提升设备在y轴和x轴方向移动的控制精度。另外,第二移动装置采用直线电机,第三移动装采用电动平移台,使得结构简单紧凑,且成本低,以便于三维移动装置组装和拆卸。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

附图说明

图1为本发明所述三维移动装置的结构示意图;

图2为本发明所述第一移动机构的结构示意图;

图3为本发明所述第一移动机构的俯视图;

图4为图3中沿a-a向剖视图;

图5为本发明所述第二移动机构的结构示意图;

图6为本发明所述第二防撞块的结构示意图;

图7为本发明所述第三移动机构的结构示意图;

图8为本发明所述第一光栅组件的结构示意图;

图9为本发明所述第二光栅组件的结构示意图。

图中:100第一移动机构、101丝杠、1011丝杠杆体、1012丝杠螺母、102轴承、103第一端头支架、104第二端头支架、105联轴器、106电机、107电机固定座、108丝杠滑块座、109第一滑轨、110第一防撞块、200第二移动机构、201横梁、202第二滑轨、203垫块、204转接板、205直线电机、2051定子、2052动子、206第二防撞块、2061防撞块支架、2062限位块、300第三移动机构、301固定部分、302移动部分、400底板、500第一光栅组件、501第一光栅、502第一读数头、503第一安装架、600第二光栅组件、601第二光栅、602第二读数头、603第二安装架。

具体实施方式

如图1所示,所述三维移动装置用于带动设备分别朝xyz三轴方向移动,其包括第一移动机构100、第二移动机构200、第三移动机构300和底板400,第一移动机构100设置在底板400上,且用于带动设备朝y轴方向移动,第二移动机构200设置在第一移动机构100上,且用于带动设备朝x轴方向移动,第三移动机构300设置在第二移动机构200上,且用于带动设备朝z轴方向移动,该设备可安装在第三移动机构300上。

如图2至图4所示,所述第一移动机构100包括丝杠101、轴承102、第一端头支架103、第二端头支架104、联轴器105、电机106、电机固定座107、丝杠滑块座108、第一滑轨109和第一防撞块110,丝杠101包括丝杠杆体1011和丝杠螺母1012,该丝杠杆体1011和丝杠螺母1012为螺纹连接,其中,丝杠杆体1011的两端分别通过轴承102套接第一端头支架103和第二端头支架104,因此,丝杠杆体1011能够相对于第一端头支架103和第二端头支架104发生转动,前述的第一端头支架103和第二端头支架104可固定在底板400上。还有,丝杠杆体1011的一端穿过第一端头支架103,且通过联轴器105连接电机106的输出轴,联轴器105可位于电机固定座107的内部,该电机固定座107可设置在第一端头支架103和电机106之间,即电机106安装在电机固定座107上。另外,丝杠螺母1012外套接有丝杠滑块座108,丝杠滑块座108通过第一滑轨109安装在底板400上,要注意的是,该第一滑轨109的轴线与丝杠杆体1011的轴线相平行。由上述可知,电机106带动丝杠杆体1011转动后,该丝杠螺母1012会带动丝杠滑块座108沿着第一滑轨109的轴线方向移动。第一滑轨109轴线方向为y轴方向。在一个优选实施方式中,第一端头支架103和第二端头支架104上分别设置有第一防撞块110,该两个第一防撞块110分别与丝杠滑块座108相对设置,因此,当丝杠滑块座108向第一端头支架103或第二端头支架104方向移动时,其上的第一防撞块110会阻挡其继续移动。

如图5所示,所述第二移动机构200包括横梁201、第二滑轨202、垫块203、转接板204、直线电机205和第二防撞块206,参考图1,该横梁201长度方向上的两侧分别卡接一个第一移动机构100,具体地,横梁201的长度方向上的两侧分别设置有卡槽2011,每个卡槽2011分别与一个丝杠滑块座108卡接,并通过紧固件固定。其中,该两个第一移动机构100对称设置。本领域技术人员可以理解的是,该两个第一移动机构100上的两个第一滑轨109轴线相平行。还有,横梁201上设置有两个第二滑轨202,该两个第二滑轨202轴线分别与第一滑轨109轴线相垂直,每个第二滑轨202的滑块上分别设置有垫块203,该两个垫块203上设置有转接板204,转接板204与横梁201之间设置有直线电机205,直线电机205包括定子2051和动子2052,其中,定子2051设置在横梁201上,且位于两个第二滑轨202之间,该定子2051沿着第二滑轨202的轴线方向排列,动子2052设置在转接板204上。这样,转接板204能够沿着第二滑轨202的轴线方向移动。第二滑轨202轴线方向为x轴方向。另外,第二滑轨202长度方向的两侧分别设置有第二防撞块206,该第二防撞块206分别对应垫块203的两侧,用于防止转接板204移动超过第二滑轨202的行程而无法复位。

前述的第二防撞块206的数量为四个,每个第二滑轨202长度方向的两侧分别设置一个第二防撞块206,这样,每个垫块203两侧分别对应一个第二防撞块206。如图6所示,第二防撞块206包括防撞块支架2061和限位块2062,该防撞块支架2061固定在横梁201上,防撞块支架2061上设置有限位块2062,该限位块2062可由橡胶等材料制成,其与垫块203相对应。其中,防撞块支架2061和横梁201的配合面,其与防撞块支架2061和限位块2062的配合面相垂直,即防撞块支架2061可呈l型。

如图7所示,所述第三移动机构300可为电动平移台,其包括固定部分301和移动部分302,移动部分302沿着固定部分301的轴线方向移动,固定部分301轴线分别与第一滑轨109轴线,以及第二滑轨202轴线分别相垂直。参考图1,该固定部分301设置在转接板204上,该设备可安装在移动部分302上。该固定部分301轴线方向为z轴方向。

由上述可知,第三移动机构300可带动设备沿z轴方向移动,第二移动机构200可带动第三移动机构300和设备沿x轴方向移动,第一移动机构100带动第二移动机构200、第三移动机构300和设备沿z轴方向移动。

如图8所示,所述三维移动装置还包括第一光栅组件500,第一光栅组件500包括第一光栅501、第一读数头502和第一安装架503,该第一光栅501可安装在一底板400上,第一光栅501相对于横梁201位于底板400的外侧,还有,该第一光栅501的轴线与第一滑轨109轴线相平行,第一读数头502可通过第一安装架503安装在横梁201上,该第一安装架503可呈l型。本领域技术人员可以理解的是,该第一光栅501和第一读数头502需要相对设置,这样,第一光栅组件500用于控制设备在y轴方向的移动位置。

如图9所示,所述三维移动装置还包括第二光栅组件600,第二光栅组件600包括第二光栅601、第二读数头602和第二安装架603,第二光栅601安装在横梁201上,该第二光栅601轴线与第二滑轨202轴线相平行,参考图1和图5,该第二光栅601和第二滑轨202分别位于横梁201相对的两个侧面,第二光栅601和第二读数头602相对,该第二读数头602通过第二安装架603连接位于第二滑轨202上的垫块203,这样,第二光栅组件600用于控制设备在x轴方向的移动位置。

有上述可知,通过第一光栅组件500和第一移动机构100配合,可带动设备移动到y轴方向的某个位置,且控制精度高,通过第二光栅组件600和第二移动机构200配合,可带动设备移动到某个位置,

本发明的三维移动装置可应用于喷绘机,但不限于此,以下为了说明,将只参照喷绘机,其中,该喷绘机其上具有至少一个工位,该工位可为喷头保湿工位,因此,在第一光栅组件500和第一移动机构100配合,以及第二光栅组件600和第二移动机构200配合下,能够带动喷头设备分别在y轴和x轴方向移动,并能准确的移动到与喷头保湿工位对应的位置上,其定位精度高,有效防止因定位不准确,而影响后续作业。当喷头和喷头保湿工位在y轴和x轴方向定位好后,通过第三移动机构300带动喷头在z轴方向移动,并与喷头保湿工位在接触。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点,其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施,不能仅以本实施例来限定本发明的专利采用范围,即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰,仍落在本发明的专利范围内。

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