一种生产线中的往复移动平台的制作方法

本发明涉及一种生产线中的往复移动平台，属于机械设计技术领域。

背景技术：

在工业自动化装配生产线中，如食品包装、医药包装等领域，移动式机械手应用愈加广泛，在提高生产效率、保障装配精度及降低操作者的劳动强度等方面都发挥了重要作用。移动式机械手主要包括机械手和移动平台，移动平台的运动精度直接决定了机械手的动作精度。另外，在自动化装配生产线中，往复移动平台能够实现在两个工位之间进行物料传输或上下料等工艺。因此，往复移动式平台是生产线中常用的一种结构。目前，往复移动式平台的结构形式为电机驱动与同步齿形带传动，通过PLC或单片机等对电机控制来实现平台的往复和平台的间歇运动，控制过程较复杂；而且控制精度受电信号的影响，稳定性不高。

技术实现要素：

为克服现有技术不足，本发明采用的技术方案是：本发明的一种生产线中的往复移动平台主要由底座、旋转轴、圆柱凸轮体、移动板、四个滚子、直线导轨、滑块、轴承座和轴承等组成。

所述的底座左右两端固连有两个轴承座，旋转轴每端通过两个轴承支承在轴承座上；圆柱凸轮体通过键连接固连在旋转轴上；所述的底座前后两侧通过多个螺钉固连有两个直线导轨，每个直线导轨上设有一个滑块，滑块可以沿直线导轨自由移动，滑块与直线导轨之间的滚动体可以是滚珠，也可以是滚柱；两个滑块上表面均与移动板固连，即两个滑块支承着移动板，并使移动板和滑块一起沿直线导轨滑动。

所述的底座左侧的轴承座内，背对背地安装有两个角接触球轴承，对旋转轴进行轴向定位，并设有圆螺母，通过圆螺母和旋转轴的轴肩对轴承内圈定位，设有轴承端盖对角接触球轴承的外圈定位；在底座右侧的轴承座内，设有两个深沟球轴承，支承旋转轴的右侧，并设有圆螺母，通过圆螺母和旋转轴的轴肩对深沟球轴承的内圈定位；右侧轴承座内还设有一个调整套筒，调整套筒通过螺纹连接对轴承外圈进行轴向定位，并调整轴承和旋转轴的轴向位置。

所述圆柱凸轮体固连在旋转轴上，一端靠旋转轴的轴肩定位，一端设有圆螺母进行轴向定位。所述的移动板的中间对称面内，固连有四个圆柱滚子，四个滚子排列成直线，从右往左依次为滚子Ⅰ、滚子Ⅱ、滚子Ⅲ和滚子Ⅳ，所有滚子轴线垂直于移动板底面，且四个滚子轴线之间的距离相等，设定相邻滚子轴线之间的距离为。所述圆柱凸轮体上，加工有多段沟槽，有的沟槽形状为螺旋沟槽，有的沟槽形状为圆环形。移动板上的滚子与圆柱凸轮体上的沟槽廓面啮合，螺旋沟槽廓面将推动滚子，使移动板和滑块一起沿直线导轨前进或后退；圆环沟槽廓面与滚子啮合时，移动板则静止不动，此时移动板上的生产线机械手可以完成抓料或放料等工艺动作。

所述的圆柱凸轮体旋转一周过程中，滚子与所有沟槽廓面的啮合过程依次分为四个阶段：前停歇期——推程期——后停歇期——回程期。前停歇期和后停歇期中的沟槽只包括一段圆环沟槽，但前停歇期的圆环沟槽和后停歇期的圆环沟槽分别位于圆柱凸轮体的两端，且两个圆环沟槽对称面之间的距离等于移动板上相邻滚子轴线之间的距离；推程期包括四段螺旋沟槽，这四段螺旋沟槽的旋向是一致的，可以左旋，也可以右旋；回程期也包括四段螺旋沟槽，这四段螺旋沟槽的旋向是一致的，可以左旋，也可以右旋，但推程期四段螺旋沟槽的旋向和回程期的四段沟槽旋向相反。当圆柱凸轮旋转处于推程期时，沟槽廓面推动滚子，使移动板往右或往后移动；当凸轮旋转处于回程时，沟槽廓面推动滚子，使移动板往左或往前移动；两个停歇期的沟槽轮廓为圆环面，凸轮旋转时，沟槽轮廓使移动板停止运动。每两个运动期之间有一个停歇期，从而实现移动板的往复间歇移动，也实现了双停留运动规律，满足生产线的工艺要求。

所述的圆柱凸轮与滚子啮合处于前停歇期时，只有滚子Ⅰ与圆柱凸轮左侧的圆环沟槽廓面啮合，圆柱凸轮转动，但滚子静止不动，进而移动板也静止不动。圆柱凸轮继续旋转进入推程期，推程期的四段螺旋沟槽廓面先后推动滚子Ⅰ、滚子Ⅱ、滚子Ⅲ和滚子Ⅳ，使移动板和滑块沿直线导轨连续向右或向后移动，移动总距离为。凸轮继续旋转，沟槽与滚子的啮合进入后停歇期，此时只有滚子Ⅳ与圆柱凸轮右侧的圆环沟槽廓面啮合，圆柱凸轮转动，但滚子静止不动，进而移动板也静止不动。圆柱凸轮继续旋转进入回程期，回程期的四段螺旋沟槽廓面先后推动滚子Ⅳ、滚子Ⅲ、滚子Ⅱ和滚子Ⅰ，使移动板和滑块沿直线导轨连续向左或向前移动，移动总距离为。此后凸轮继续旋转，滚子Ⅰ又与圆柱凸轮左侧的圆环沟槽廓面啮合，进入前停歇期，从而完成了一个工作循环，开始重复上述过程，进行下一个工作循环。

所述凸轮体旋转一周过程中，移动平台实现了停留、后退、停留和前进四个阶段组成的双停留运动规律，前进或后退的距离均等于滚子轴线间距的四倍，从而实现了行程较大的直线往复间歇移动。

本发明的有益效果是：移动平台能够实现双停留运动规律，且移动行程较大，通过自身结构实现了直线往复间歇移动，不需要额外的控制系统，就能满足生产线中的上料、下料或抓料、放料等工艺要求。

附图说明

图1为一种生产线中的往复移动平台结构示意图的主视图。

图2为一种生产线中的往复移动平台结构示意图的俯视图。

图3为一种生产线中的往复移动平台结构示意图的左视图。

图4为圆柱凸轮沟槽与滚子啮合处于前停歇期时的结构示意图。

图5为圆柱凸轮沟槽与滚子啮合处于推程期时的结构示意图。

图6为圆柱凸轮沟槽与滚子啮合处于后停歇期时的结构示意图。

图7为圆柱凸轮沟槽与滚子啮合处于回程期时的结构示意图。

图8为圆柱凸轮沟槽廓面的展开剖视示意图。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

参看图1、图2和图3，本发明的一种生产线中的往复移动平台主要由底座1、旋转轴2、圆柱凸轮体3、移动板4、四个滚子、两个直线导轨5、两个滑块6、轴承座和轴承等组成。

参看图1、图2和图3，所述的底座1的左侧固连有左轴承座7，旋转轴2左端通过两个角接触球轴承9支承在左轴承座7内，且旋转轴2伸出左轴承座7外，与驱动电机连接；底座1的右侧固连有右轴承座8，旋转轴2的右端通过两个深沟球轴承12支承在右轴承座8内；圆柱凸轮体3通过键连接固连在旋转轴2上；所述的底座1的前后两侧通过多个螺钉固连有两个直线导轨5，每个直线导轨上设有一个滑块6，滑块可以沿直线导轨自由移动，滑块与直线导轨之间的滚动体可以是滚珠，也可以是滚柱；两个滑块6上表面均与移动板4固连，即两个滑块6支承着移动板4，移动板4和滑块6可以沿直线导轨5滑动。

参看图1和图2，在左轴承座7内，两个角接触球轴承9背对背地安装，对旋转轴2进行轴向定位，并设有圆螺母10，通过圆螺母10和旋转轴2的轴肩对轴承内圈定位，设有轴承端盖11对角接触球轴承的外圈定位；在右轴承座8内，通过圆螺母13和旋转轴2的轴肩对深沟球轴承12的内圈定位，并设有一个调整套筒14，调整套筒14通过螺纹连接对深沟球轴承12的外圈进行轴向定位，并调整轴承和旋转轴2的轴向位置。

参看图1和图2，所述圆柱凸轮体3固连在旋转轴2上，一端靠旋转轴2的轴肩定位，一端设有圆螺母15进行轴向定位。所述的移动板4的中间对称面内，固连有四个圆柱滚子，四个滚子排列成直线，从右往左依次为滚子Ⅰ16、滚子Ⅱ17、滚子Ⅲ18和滚子Ⅳ19，所有滚子轴线垂直于移动板底面，且四个滚子轴线之间的距离相等，设定相邻滚子轴线之间的距离为。所述圆柱凸轮体上，加工有多段沟槽，有的沟槽形状为螺旋沟槽，有的沟槽形状为圆环形。移动板上的滚子与圆柱凸轮体上的沟槽廓面啮合，螺旋沟槽廓面将推动滚子，使移动板前进或后退；圆环沟槽廓面与滚子啮合时，移动板则静止不动，此时移动板上的生产线机械手可以完成抓料或放料等工艺动作。

参看图8，所述的圆柱凸轮体旋转一周过程中，滚子与所有沟槽廓面的啮合过程分为四个阶段：前停歇期20——推程期21——后停歇期22——回程期23。前停歇期20和后停歇期22中的沟槽只包括一段圆环沟槽，但前停歇期20的圆环沟槽位于圆柱凸轮体3的左侧，而后停歇期22的圆环沟槽位于圆柱凸轮体3的右侧，且两个圆环沟槽对称面之间的距离等于移动板上相邻滚子轴线之间的距离；推程期21包括四段螺旋沟槽，这四段螺旋沟槽的旋向均为右旋；回程期23也包括四段螺旋沟槽，这四段螺旋沟槽的旋向均为左旋。当圆柱凸轮旋转处于推程期时，沟槽廓面推动滚子，使移动板往右移动；当凸轮旋转处于回程时，沟槽廓面推动滚子，使移动板往左移动；两个停歇期的沟槽轮廓为圆环面，凸轮旋转时，沟槽轮廓使移动板停止运动。每两个运动期之间有一个停歇期，从而实现移动板的往复间歇移动，也实现了双停留运动规律，满足生产线的工艺要求。

参看图4，所述的圆柱凸轮与滚子啮合处于前停歇期20时，只有滚子Ⅰ16与圆柱凸轮左侧的圆环沟槽的两侧廓面啮合，圆柱凸轮转动，但滚子静止不动，进而移动板也静止不动。参看图5，圆柱凸轮继续旋转进入推程期21，推程期的第一段螺旋沟槽211首先推动滚子Ⅰ16，使移动板和两个滑块6沿两个直线导轨5开始向右移动；随后滚子Ⅱ17进入第二段螺旋沟槽212发生啮合，这样第二段螺旋沟槽212就推动滚子Ⅱ17，使移动板继续向右移动，而滚子Ⅰ16逐渐退出螺旋沟槽211，从而退出啮合；随后滚子Ⅲ18进入第三段螺旋沟槽213发生啮合，这样第三段螺旋沟槽213就推动滚子Ⅲ18，使移动板继续向右移动，而滚子Ⅱ17逐渐退出螺旋沟槽212，从而退出啮合；最后滚子Ⅳ19进入第四段螺旋沟槽214发生啮合，这样第四段螺旋沟槽214就推动滚子Ⅳ19，使移动板继续向右移动，而滚子Ⅲ18逐渐退出螺旋沟槽213，从而退出啮合；当滚子Ⅳ19进入到后停歇期22对应的圆环沟槽时，推程期21结束，这一阶段移动板一共向右移动的距离为。

参看图6，当滚子Ⅳ19与圆柱凸轮右侧的圆环沟槽啮合时，啮合进入后停歇期，此时由于只有滚子Ⅳ19与圆环沟槽廓面啮合，圆柱凸轮转动，但滚子静止不动，进而移动板也静止不动。参看图7，圆柱凸轮继续旋转进入回程期23，回程期第一段螺旋沟槽廓面231先推动滚子Ⅳ19，使移动板和两个滑块6沿两个直线导轨5开始向左移动，随后先后由第二段螺旋沟槽廓面232先推动滚子Ⅲ18、第三段螺旋沟槽廓面233先推动滚子Ⅱ17、第四段螺旋沟槽廓面234先推动滚子Ⅰ16使移动板继续向左移动，移动总距离为。此后凸轮继续旋转，滚子Ⅰ16又与圆柱凸轮左侧的圆环沟槽廓面啮合，回程期结束，又进入前停歇期，从而完成了一个工作循环，开始重复上述过程，进行下一个工作循环。

所述圆柱凸轮3旋转一周过程中，移动板4先停留一段时间，然后往右移动距离，再停留一段时间后，又往左移动距离，完成一个工作循环。