专利名称：一种高精度全自动三轴机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子加工用的点胶设备技术领域，特别涉及一种在电子生产加工中用 于点胶的高精度全自动三轴机。
背景技术：
在电子加工过程中，需要对电子设备进行点胶，现有技术提供的点胶阀、出胶针筒 等需要进行三维空间内的任意位置的运动，现有的点胶设备中，X轴、Y轴、Z轴皆采用皮带 传动的方式，这种方式承受的负载有限，并且传动精度不高。发明内容
本发明提供一种高精度全自动三轴机，以使出胶针筒在三维空间内任意移动位置 的同时，能够承受较大负载，并且传动精度较高。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案
一种高精度全自动三轴机，包括底架，在所述底架上装设有分别在X、Y和Z方向上 运动的X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，所述X轴机械臂与Y轴机械臂为皮带传动机 构，所述Z轴机械臂为丝杆与皮带传动的配合机构；
所述底架中装设有用于通过电机控制所述X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂 运动的主板；
所述底架中装设有用于驱动电机运转的电机驱动器，所述电机驱动器分别信号连 接所述主板和所述电机，所述底架上装设有用于支撑X轴机械臂和Z轴机械臂的立柱；
所述底架中还设置有用于为所述主板和所述电机供电的开关电源以及设置有用 于连接所述开关电源与外部电源的电源模块。
其中，可优选的，所述Z轴机械臂上装设有用于涂胶的出胶针筒，以及控制和调节 点胶的点胶阀，并且所述立柱为两个，分别支撑在所述X轴机械臂的两端。
其中，可优选的，所述X轴机械臂包括X轴底板、X轴主同步轮、X轴同步带、X轴步 进电机、X轴随动轮组合和X轴线性导轨，其中所述X轴步进电机的主轴与所述X轴主同 步轮固定连接，所述X轴主同步轮与所述X轴随动轮组合通过所述X轴同步带传动连接，所 述X轴底板上装设有与所述X轴同步带平行的X轴线性导轨，所述X轴线性导轨上滑动设 有X轴滑块，所述X轴滑块安装在用于固定所述Z轴机械臂的X轴滑座上，所述X轴同步带 与所述X轴滑块固定连接。
其中，可优选的，所述Y轴机械臂包括Y轴底板、Y轴主同步轮、Y轴同步带、Y轴步 进电机、Y轴随动轮组合和Y轴线性导轨，其中所述Y轴步进电机的主轴与所述Y轴主同 步轮固定连接，所述Y轴主同步轮与所述Y轴随动轮组合通过所述Y轴同步带传动连接，所 述Y轴底板上装设有与所述Y轴同步带平行的Y轴线性导轨，所述Y轴线性导轨上滑动设 有与放置点胶设备的安装座固定连接的Y轴滑块，所述Y轴同步带与所述Y轴滑块固定连 接。
其中，可优选的，所述Z轴机械臂包括Z轴底板、Z轴步进电机、Z轴主同步轮、Z轴 从同步轮、Z轴同步带、滚珠丝杆以及Z轴线性导轨，所述Z轴步进电机的主轴与Z轴主同 步轮固定连接，所述Z轴主同步轮与所述Z轴从同步轮通过所述Z轴同步带传动连接，所述 Z轴从同步轮与所述滚珠丝杆固定连接，以驱动所述滚珠丝杆，所述Z轴底板上装设有垂直 于X轴与Y轴的Z轴线性导轨，所述Z轴线性导轨上滑动设有Z轴滑块，所述Z轴滑块固定 在Z轴滑座上，所述出胶针筒与固定在所述Z轴滑座上的固定装置固定连接。
其中，可优选的，所述X轴线性导轨为两个，分别位于所述X轴同步带的两侧，且与 所述X轴同步带平行，一个所述X轴线性导轨的两端分别装设有X轴机械限位块，所述X轴 滑块的一端或者两端分别装设有X轴感应片，邻近于另一个所述X轴线性导轨的一端或者 两端装设有X轴光电感应器，所述X轴感应片与所述X轴光电感应器的数量与位置对应设 置，并相互配合。
其中，可优选的，所述Y轴线性导轨为两个，分别位于所述Y轴同步带的两侧，且与 所述Y轴同步带平行，一个所述Y轴线性导轨的两端分别装设有Y轴机械限位块，所述Y轴 滑块的一端或者两端分别装设有Y轴感应片，邻近于另一个所述Y轴线性导轨的一端或者 两端装设有Y轴光电感应器，所述Y轴感应片与所述Y轴光电感应器的数量与位置对应设 置，并相互配合。
其中，可优选的，所述Z轴线性导轨为一个，所述Z轴线性导轨一侧的两端装设有 Z轴机械限位块，所述Z轴滑块的一端或者两端分别装设有Z轴感应片，在所述Z轴线性导 轨的另一侧，并且邻近于所述Z轴线性导轨的一端或者两端处装设有Z轴光电感应器，所述 Z轴感应片与所述Z轴光电感应器的数量与位置对应设置，并相互配合。
其中，可优选的，所述Z轴机械臂还包括有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与所述 Z轴底板固定连接，另一端与所述Z轴滑块固定连接。
其中，可优选的，所述底架上还设置有光电开关，所述光电开关连接所述主板，通 过所述主板控制所述X轴步进电机、Y轴步进电机和Z轴步进电机。
本发明提供的高精度全自动三轴机，通过主板控制步进电机使X轴机械臂、Y轴机 械臂和Z轴机械臂分别在X、Y和Z方向上运动，使出胶针筒能够相对于点胶设备，在三维 空间内任意的移动位置，且Z轴机械臂的丝杆结构，能够实现点胶传动精度高、承受的负载 重。
图1为本发明实施例提供的高精度全自动三轴机的结构示意图(从一侧看)；
图2为本发明实施例提供的高精度全自动三轴机的结构示意图(从另一侧看)。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供的实施 例。
本发明实施例提供一种高精度全自动三轴机，如图1、图2所示，其包括底架1，在 所述底架1上装设有分别在Χ、γ和Z方向上运动的X轴机械臂3、Υ轴机械臂2和Z轴机械 臂5，所述Z轴机械臂5上装设有终端元件，在本实施方式中，所述终端元件为用于涂胶的出胶针筒(未图示)，并且在Z轴机械臂5上还装设有用于控制和调节点胶的点胶阀(未图 示)。所述底架1中还装设有用于通过电机M、38、53控制所述Y轴机械臂2、X轴机械臂 3和Z轴机械臂5运动的主板11，所述底架上装设有用于驱动电机M、38、53运转的电机驱 动器14，所述底架上装设有用于支撑X轴机械臂3、Z轴机械臂5的第一立柱15、第二立柱 16，所述立柱15、16垂直装设在所述底架1的两侧，并且支撑在所述X轴机械臂3的两端。 电机驱动器14分别信号连接所述主板11和所述电机对、38、53。所述底架1中还设置有用 于为所述主板11、电机驱动器14和电机M、38、53供电的开关电源12以及设置有用于连接 所述开关电源12与外部电源的电源模块13。
在本实施例中，更为具体的是所述X轴机械臂3包括组成X轴的传动结构的X轴 底板31、X轴主同步轮32、X轴同步带35、X轴步进电机38、X轴随动轮组合37、X轴线性导 轨33，以及还包括起原点作用的X轴光电感应器36、X轴感应片(未图示)、X轴机械限位 块34，其中所述X轴步进电机38的主轴与所述X轴主同步轮32固定连接，所述X轴主同 步轮32与所述X轴随动轮组合37通过所述X轴同步带35传动连接，所述X轴底板31上 装设有与所述X轴同步带35平行的X轴线性导轨33，且所述X轴光电感应器36、X轴机械 限位块34都装设在所述X轴底板31上。
所述X轴线性导轨33上滑动设有与Z轴机械臂5固定连接的X轴滑块(未标号)， 所述X轴滑块固定设置在X轴滑座上面，所述ζ轴机械臂5固定在所述X轴滑座上，所述X 轴滑座上面设置有加强筋，X轴同步带35与所述X轴滑块连接，从而带动所述Z轴机械臂5 左右运行。
其中，本实施例中，所述X轴线性导轨33为两个，分别位于所述X轴同步带35的 两侧，且与所述X轴同步带35平行，邻近于一个所述X轴线性导轨33的一端装设有X轴光 电感应器36，另一个所述X轴线性导轨33的两端分别装设有一个X轴机械限位块34，X轴 光电感应器36起到限位和做X轴原点的作用，当X轴光电感应器36失效时，由X轴机械限 位块34起到对X轴传动机构限位的作用。
在本实施例中，邻近于一个所述X轴线性导轨33的一端装设有X轴光电感应器 36，所述X轴滑块上邻近X轴光电感应器36的一端，装设有X轴感应片，另一个所述X轴线 性导轨33的两端分别装设有一个X轴机械限位块34。当X轴感应片与X轴光电感应器36 相互接触时，X轴光电感应器36会通知主板11该X轴滑块已到原点，以实现限位的作用。 另外，在其它实施方式中，X轴光电感应器36的数量可以为2个，分别设置在邻近于一个所 述X轴线性导轨33的两端，此时，在所述X轴滑块的相对两侧各设有一个X轴感应片，分别 与两边的X轴光电感应器36接触。所述X轴感应片与所述X轴光电感应器36的数量与位 置对应设置，并相互配合。本发明实施例中，X轴光电感应器36为对射型光电传感器。
同理所述Y轴机械臂2包括组成Y轴的传动结构的Y轴底板21、Y轴主同步轮 22、Y轴同步带23、Y轴步进电机对、Y轴随动轮组合25、Y轴线性导轨26，以及还包括起原 点作用的Y轴光电感应器27、Υ轴感应片(未图示)、Υ轴机械限位块观，其中所述Y轴步 进电机M的主轴与所述Y轴主同步轮22固定连接，所述Y轴主同步轮22与所述Y轴随动 轮组合25通过所述Y轴同步带23传动连接，所述Y轴底板21上装设有与所述Y轴同步带 23平行的Y轴线性导轨沈，且所述Y轴光电感应器27、Υ轴机械限位块观都装设在所述Y 轴底板21上。6
所述Y轴线性导轨沈上滑动设有Y轴滑块(未标号)，所述Y轴滑块与放置点胶 设备的安装座四固定连接，所述Y轴同步带23与所述Y轴滑块连接，从而带动所述安装座 29前后运行。
其中，本实施例中，所述Y轴线性导轨沈为两个，分别位于所述Y轴同步带23的 两侧，且与所述Y轴同步带23平行，邻近于一个所述Y轴线性导轨沈的一端装设有Y轴光 电感应器27，另一个所述Y轴线性导轨沈的两端分别装设有一个Y轴机械限位块观，Y轴 光电感应器27起到限位和做Y轴原点的作用，当Y轴光电感应器27失效时，由Y轴机械限 位块观起到对Y轴传动机构限位的作用。
在本实施例中，邻近于一个所述Y轴线性导轨沈的一端装设有Y轴光电感应器 27，所述Y轴滑块上邻近Y轴光电感应器27的一端装设有Y轴感应片，另一个所述Y轴线 性导轨26的两端分别装设有一个Y轴机械限位块观。当Y轴感应片与Y轴光电感应器27 相互接触时，Y轴光电感应器27会通知主板11该Y轴滑块已到原点，以实现限位的作用。 另外，在其它实施方式中，Y轴光电感应器27的数量可以为2个，分别设置在邻近于一个所 述Y轴线性导轨26的两端，此时，在所述Y轴滑块的相对两侧各设有一个Y轴感应片，分别 与两边的Y轴光电感应器27接触。所述Y轴感应片与所述Y轴光电感应器27的数量与位 置对应设置，并相互配合。本发明实施例中，Y轴光电感应器27为对射型光电传感器。
所述Z轴机械臂5，包括组成Z轴的传动结构的Z轴底板51、电机安装板52、Z轴 步进电机53、Z轴主同步轮Μ、Z轴从同步轮55、Z轴同步带56、轴承57、滚珠丝杆58、Z轴 线性导轨59，以及还包括起原点作用的Z轴光电感应器510、Z轴感应片513、Z轴机械限位 块511、拉伸弹簧512，其中所述Z轴步进电机53做为起动力源，所述Z轴步进电机53的 主轴与Z轴主同步轮M固定连接，所述Z轴主同步轮M与所述Z轴从同步轮55通过所述 Z轴同步带56传动连接，来驱动由轴承57、滚珠丝杆58、Z轴线性导轨59所组成的Z轴机 械结构，在本实施方式中，所述滚珠丝杆58与Z轴从同步轮55固定连接，丝杆的两端套装 有轴承57，轴承57的外圈与轴承固定座固定连接，所述轴承固定座固定设置在所述Z轴底 板51上。滚珠丝杆58通过紧固螺母防止丝杆上下窜动。所述Z轴线性导轨59装设在所 述Z轴底板51上，且垂直于X轴机械臂3与Y轴机械臂2。所述Z轴光电感应器510、Z轴 机械限位块511都装设在所述Z轴底板51上。
所述Z轴线性导轨59上面具有可滑动的Z轴滑块(未标号)，所述Z轴滑块固定 在Z轴滑座上，在Z轴滑座上设有用于固定出胶针筒以及点胶阀的固定装置(未图示)，Z 轴同步带56与所述Z轴滑块连接，从而带动所述出胶针筒上下运行。
其中，本实施例中，所述Z轴线性导轨59为一个，且竖直设置，即与所述出胶针筒 在ζ轴的运行轨迹相平行，所述Z轴线性导轨59的一侧上装设有一个Z轴光电感应器510， 所述Z轴滑块上邻近Z轴光电感应器510的一端装设有Z轴感应片513，所述Z轴线性导轨 59另一侧的两端皆装设有Z轴机械限位块511。当Z轴感应片与Z轴光电感应器46相互 接触时，Z轴光电感应器46会通知主板11该Z轴滑块已到原点，以实现限位的作用。当Z 轴光电感应器510失效时，由Z轴机械限位块511起到对Z轴传动机构限位的作用。另外， 在其它实施方式中，Z轴光电感应器510的数量可以为2个，分别设置在邻近于所述Z轴线 性导轨59的两端，此时，在所述Z轴滑块的相对两侧各设有一个Z轴感应片，分别与两边的 Z轴线性导轨59接触。所述Z轴感应片与所述Z轴光电感应器46的数量与位置对应设置，并相互配合。本发明实施例中，Z轴光电感应器46为对射型光电传感器。
其中，在本实施方式中，拉伸弹簧512为两条，两条拉伸弹簧512的一端与Z轴底 板51固定连接，两条拉伸弹簧512的另一端与Z轴线性导轨59中的Z轴滑块固定连接，组 成为Z轴的缓冲机构。
在进一步的实施例中，为了更准确的控制所述电机，所述底架1上还设置有光电 开关(图中未画出)，所述光电开关连接所述主板11，通过所述主板11控制所述X轴步进 电机38、Y轴步进电机M和Z轴步进电机53。
该发明提供的高精度全自动三轴机有二种工作模式包括教导模式、运行模式。其 中运行模式又分为单次循环模式、连续循环模式。教导模式与运行模式可以通过设置在底 架1上的前面板的切换开关切换，高精度全自动三轴机在运行过程中，按急停键可停止该 高精度全自动三轴机动作的功能。
该发明提供的高精度全自动三轴机具有简易方便友好的操作界面，控制按键设计 合理，能够方便的进行操作。维修方便，用各种常用的外部配件，便于维护和使用。
该高精度全自动三轴机内部结构优点为采用电机驱动器加步进电机进行控制， 实现步进电机步进角细分，使得步进电机具有较高的转动精度，从而实现三轴机械臂具有 较高的传动精度，三轴机械臂中的X轴与Y轴采用同步轮加同步带加线性导轨，Z轴增加了 丝杆结构与同步轮、同步带及线性导轨的配合方式，以及步进电机通过驱动器细分的方式， 可以改善步进电机的温度与噪音，减少电机的发热量，实现了低磨擦、低噪声，从而保证机 械结构的使用寿命，而丝杆结构的方式使得设备传动精度高、承受的负载重。
以上对本发明实施例所提供的一种高精度全自动三轴机进行了详细介绍，对于本 领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改 变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种高精度全自动三轴机，其特征在于，包括底架，在所述底架上装设有分别在X、Y 和Z方向上运动的X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，所述X轴机械臂与Y轴机械臂为 皮带传动机构，所述Z轴机械臂为丝杆与皮带传动的配合机构；所述底架中装设有用于通过电机控制所述X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂运动 的主板；所述底架中装设有用于驱动电机运转的电机驱动器，所述电机驱动器分别信号连接所 述主板和所述电机，所述底架上装设有用于支撑X轴机械臂和Z轴机械臂的立柱；所述底架中还设置有用于为所述主板和所述电机供电的开关电源以及设置有用于连 接所述开关电源与外部电源的电源模块。
2.如权利要求1所述高精度全自动三轴机，其特征在于，所述Z轴机械臂上装设有用 于涂胶的出胶针筒，以及控制和调节点胶的点胶阀，并且所述立柱为两个，分别支撑在所述 X轴机械臂的两端。
3.如权利要求1所述高精度全自动三轴机，其特征在于，所述X轴机械臂包括X轴底 板、X轴主同步轮、X轴同步带、X轴步进电机、X轴随动轮组合和X轴线性导轨，其中所述 X轴步进电机的主轴与所述X轴主同步轮固定连接，所述X轴主同步轮与所述X轴随动轮组 合通过所述X轴同步带传动连接，所述X轴底板上装设有与所述X轴同步带平行的X轴线 性导轨，所述X轴线性导轨上滑动设有X轴滑块，所述X轴滑块安装在用于固定所述Z轴机 械臂的X轴滑座上，所述X轴同步带与所述X轴滑块固定连接。
4.如权利要求1所述高精度全自动三轴机，其特征在于，所述Y轴机械臂包括Y轴底 板、Y轴主同步轮、Y轴同步带、Y轴步进电机、Y轴随动轮组合和Y轴线性导轨，其中所述 Y轴步进电机的主轴与所述Y轴主同步轮固定连接，所述Y轴主同步轮与所述Y轴随动轮组 合通过所述Y轴同步带传动连接，所述Y轴底板上装设有与所述Y轴同步带平行的Y轴线 性导轨，所述Y轴线性导轨上滑动设有与放置点胶设备的安装座固定连接的Y轴滑块，所述 Y轴同步带与所述Y轴滑块固定连接。
5.如权利要求1所述高精度全自动三轴机，其特征在于，所述Z轴机械臂包括Z轴底 板、Z轴步进电机、Z轴主同步轮、Z轴从同步轮、Z轴同步带、滚珠丝杆以及Z轴线性导轨， 所述Z轴步进电机的主轴与Z轴主同步轮固定连接，所述Z轴主同步轮与所述Z轴从同步 轮通过所述Z轴同步带传动连接，所述Z轴从同步轮与所述滚珠丝杆固定连接，以驱动所述 滚珠丝杆，所述Z轴底板上装设有垂直于X轴与Y轴的Z轴线性导轨，所述Z轴线性导轨上 滑动设有Z轴滑块，所述Z轴滑块固定在Z轴滑座上，所述出胶针筒与固定在所述Z轴滑座 上的固定装置固定连接。
6.如权利要求3所述高精度全自动三轴机，其特征在于，所述X轴线性导轨为两个，分 别位于所述X轴同步带的两侧，且与所述X轴同步带平行，一个所述X轴线性导轨的两端分 别装设有X轴机械限位块，所述X轴滑块的一端或者两端分别装设有X轴感应片，邻近于另 一个所述X轴线性导轨的一端或者两端装设有X轴光电感应器，所述X轴感应片与所述X 轴光电感应器的数量与位置对应设置，并相互配合。
7.如权利要求4所述高精度全自动三轴机，其特征在于，所述Y轴线性导轨为两个，分 别位于所述Y轴同步带的两侧，且与所述Y轴同步带平行，一个所述Y轴线性导轨的两端分 别装设有Y轴机械限位块，所述Y轴滑块的一端或者两端分别装设有Y轴感应片，邻近于另一个所述Y轴线性导轨的一端或者两端装设有Y轴光电感应器，所述Y轴感应片与所述Y 轴光电感应器的数量与位置对应设置，并相互配合。
8.如权利要求5所述高精度全自动三轴机，其特征在于，所述Z轴线性导轨为一个，所 述Z轴线性导轨一侧的两端装设有Z轴机械限位块，所述Z轴滑块的一端或者两端分别装 设有Z轴感应片，在所述Z轴线性导轨的另一侧，并且邻近于所述Z轴线性导轨的一端或者 两端处装设有Z轴光电感应器，所述Z轴感应片与所述Z轴光电感应器的数量与位置对应 设置，并相互配合。
9.如权利要求8所述高精度全自动三轴机，其特征在于，所述Z轴机械臂还包括有拉伸 弹簧，所述拉伸弹簧的一端与所述Z轴底板固定连接，另一端与所述Z轴滑块固定连接。
10.如权利要求1所述高精度全自动三轴机，其特征在于，所述底架上还设置有光电开 关，所述光电开关连接所述主板，通过所述主板控制所述X轴步进电机、Y轴步进电机和Z轴 步进电机。
全文摘要
本发明提供一种高精度全自动三轴机，包括底架，在所述底架上装设有分别在X、Y和Z方向上运动的X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，所述X轴与Y轴机械臂为皮带传动机构，所述Z轴机械臂为丝杆与皮带传动的配合机构，所述底架中装设有支撑X轴和Z轴机械臂的立柱，其中，所述X轴机械臂与Z轴机械臂滑动连接，Z轴机械臂上安装有出胶针筒，Y轴机械臂上设有用于安装点胶设备的安装座，所述底架中还设有用于控制所述X轴、Y轴和Z轴机械臂的主板、用于驱动电机的电机驱动器、用于供电的开关电源以及用于连接所述开关电源与外部电源的电源模块。此种结构使得出胶针筒可在三维空间内任意移动位置，且点胶的移动精度高，承受的负载重。
文档编号B05C13/00GK102029244SQ200910190778
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者卢国明 申请人:深圳市腾盛流体控制设备有限公司