一种配重系统与加工设备的制作方法

本实用新型属于自动化设备技术领域，尤其是涉及一种保证直线电机正常使用的配重系统，以及应用该配重系统的自动化设备。

背景技术：

在实际工业生产中，往复运动是很多机器不可缺少的运动之一，在现有技术中，应用较多的运动平台为电动缸，电动缸凭借电机和丝杆来实现往复运动，但此种模组定位精度低，安装空间大，生产成本高，且对环境的影响较大，在此基础上，直线电机开始被广泛应用，直线电机可以在直线上做往复运动，运动精度高。但是直线电机作为作为Z轴方向的动力源时，由于Z轴往往具有重量大、工作件多的特点，电机施加于Z轴上的动力大多应用于克服Z轴和工作件的重力上，使得Z轴在加工过程中无法完成预设的动作，使加工受到影响。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种配重系统与加工设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种配重系统，包括平衡气缸，所述平衡气缸的压力腔体并联有进气回路与泄压回路，进气回路上连接有单向阀，泄压回路上连接有泄压阀，其中，单向阀允许气流单向流入所述压力腔体，当所述平衡气缸的压力腔体内的气压不超过所述泄压阀的预设值时，泄压阀处于关闭状态，当平衡气缸的压力腔体内的气压大于所述泄压阀的预设值时，泄压阀通过所述泄压回路向外泄气。

作为上述技术方案的进一步改进，进气回路上还串联有控制进气回路通断的开关。

作为上述技术方案的进一步改进，进气回路上还串联有气动三联件。

作为上述技术方案的进一步改进，进气回路上还串联有用于调节所述泄压阀预设值的减压阀。

作为上述技术方案的进一步改进，平衡气缸与所述单向阀之间还串联有节流阀。

作为上述技术方案的进一步改进，平衡气缸与所述泄压阀之间还串联有节流阀。

作为上述技术方案的进一步改进，进气回路与泄压回路在靠近所述平衡气缸的一端汇集为汇流回路，所述汇流回路上还串联有节流阀。

一种加工设备，包括操作台、工作件、Z轴直线电机与配重系统，工作件与所述Z轴直线电机的动子连接，平衡气缸的气缸伸缩杆与所述动子连接，当泄压阀处于关闭状态时，平衡气缸通过所述气缸伸缩杆给予所述动子反向于重力方向的支撑力。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括X轴驱动装置与Y轴驱动装置，X轴驱动装置可驱动所述Z轴直线电机沿X轴运动，Y轴驱动装置可驱动所述操作台沿Y轴运动。

作为上述技术方案的进一步改进，X轴驱动装置包括X轴直线电机，Y轴驱动装置包括Y轴直线电机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种配重系统与加工设备，当Z轴运动时，电机带动Z轴运动，连接于Z轴的平衡气缸的伸缩杆运动，通过进气回路和泄气回路，保持平衡气缸腔体内的气压平衡，平衡配重Z轴和Z轴上配件的重量，使作用于Z轴上的力更好的应用于生产加工。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型加工设备的一个实施例的立体示意图；

图2是图1中A处的放大结构示意图；

图3是图1中配重系统的气路图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

请参照图1和图2，图1示出了本实用新型加工设备的一个实施例的立体示意图，图2示出了图1中A处的放大示意图。如图所示，加工设备包括壳体1、手动操作平台2、操作台3、X轴滑轨4、Y轴滑轨5、X轴滑台6、平衡气缸7、工作件8、操作系统9、Z轴滑台10、位置感应器11、警报器12、输气管13与固定平台14。

X轴滑轨4和Y轴滑轨5固定于壳体1上，操作台3可以沿Y轴滑轨5前后移动，X轴滑台6沿着X轴滑轨4左右滑动，X轴滑台6上设有Z轴滑台10，Z轴滑台10可以相对X轴滑台6沿Z轴方向滑动。X轴滑台6上还设置有位置感应器11，用于定位Z轴滑台10的位置。

Z轴滑台10上设有多处定位孔15，定位孔15用于安装各种操作所需的工作件8，工作件8可以是机械手、电源、图像采集器和激光等。工作件8的信号输入端或者信号输入端连接操作系统9的信号输入端或信号输入端，便于工作件8与操作系统9之间进行信息交互。

在本实用新型的其他实施例中，也可以是操作台3沿X轴、Y轴方向运动，工作件8沿Z轴方向运动，或者工作件8沿X轴、Y轴与Z轴方向运动，或者是操作台3沿X轴、Y轴与Z轴方向运动等，只需保证工作件8与操作台3之间可以发生沿X轴、Y轴与Z轴方向的相对运动即可。

本实用新型中，Z轴方向的动力装置采用直线电机，上述的Z轴滑台10与Z轴直线电机的动子固定连接，Z轴直线电机的定子和导轨则固定于X轴滑台6之上。X轴与Y轴方向的动力装置优选采用直线电机以保证工作件8与操作台3之间相对运动的精度，则上述的X轴滑轨4、Y轴滑轨5分别为X轴直线电机、Y轴直线电机上的滑轨，X轴滑台6与X轴直线电机的动子固定连接，操作台3与Y轴直线电机的动子固定连接。

Z轴采用直线电机驱动时，Z轴滑台10以及位于Z轴滑台10上的工作件8的自身重力大，在不存在配重的情况下使得Z轴滑台10无法正常完成工作，所以在Z轴方向上设置平衡气缸7，平衡气缸7固定于固定平台14上，固定平台14固定连接于壳体1上，平衡气缸7的气缸伸缩杆与Z轴直线电机的动子(Z轴滑台)固定连接。输气管13的一端连接平衡气缸7，另一端连接送气装置，输气管13、平衡气缸7与若干的控制器件组成控制气路，防止Z轴在工作带动平衡气缸7的伸缩杆运动时，造成平衡气缸腔体内气压过大或过小，影响Z轴滑台的正常运行。

此外，本实用新型还设置有警报器12，警报器12位于壳体1表面。位于外壳上的手动操作平台2上具有急停按钮、复位按钮、暂停按钮和启动按钮。

参照图3，图3为本实用新型的一种实施例的配重系统气路图，包括气缸伸缩杆P1、节流阀P2、泄压阀P3、减压阀P4、单向阀P5，开关P6和气动三联件P7。

配重系统的基本构思为：在平衡气缸7的气流流道上并列连接一单向阀P5和一泄压阀P3，其中，单向阀P5仅能允许气流从外部单向流入平衡气缸7内，当平衡气缸7内的气压不超过泄压阀P3的预设值时，泄压阀P3处于关闭状态，这时进气回路向平衡气缸7的腔体内补充气体，当平衡气缸7腔体内的气压大于泄压阀P3设定的预设值时，泄压阀开始工作，向外放出气体，减小平衡气缸7内气压，平衡气缸7腔体内的气压与泄压阀P3的预设值相同时，泄压阀P3停止工作，泄压阀P3的预设值是根据Z轴滑台10以及工作件8的共同的重力大小决定的，此时泄压阀P3的预设值与减压阀P4的预设值相同。

作为一种实施例，泄压阀P3将减压阀P4的预设值当做泄压阀P3的预设值，此时减压阀P4的预设值是根据Z轴滑台10以及工作件8的共同的重力大小决定的。

当加工设备正常工作时，平衡气缸7的气缸伸缩杆P1随Z轴直线电机的动子(Z轴滑台10)同步运动，基于上述配重系统，当Z轴滑台10向下运动，平衡气缸7腔体变小，气缸内部的气压变高，当气压超过泄压阀P3的预设值时，泄压阀P3开始向外泄气，降低平衡气缸7腔体内的气压，以保证Z轴滑台10正常工作；当Z轴滑台向上运动时，平衡气缸7腔体变大，气缸内部的气压变小，这时会通过进气回路向平衡气缸7的腔体内补充气体，避免因平衡气缸7腔体内气压过小影响Z轴滑台10工作。

此外，本实施例在进气回路上沿进气方向还依次串联有气动三联件P7与开关P6，实现平衡气缸7的进气控制。本实用新型还设置有用于调节进气和出气的速度的节流阀，在本实施例中，节流阀串联在进气回路与泄压回路末端的汇流回路上，在本实用新型的其他实施例中，进气回路与泄压回路不包含共有的汇流回路，进气回路与泄压回路上分别串联有节流阀P2。

具体地，当直线电机工作时，操作台3在Y轴导轨4上滑动，X轴滑台6在X轴导轨上滑动，位于X轴滑台6上的Z轴滑台10上下滑动，通过工作件8对位于操作台3上的产品进行生产和加工，操作系统9基于加工信息对各直线电机的运动以及配重系统中的控制器件加以控制。

当Z轴滑台10向下运动，平衡气缸7的腔体变小，气缸腔体内部的气压变高，当气压超过泄压阀P3的预设值时，泄压阀P3开始向外泄气来降低平衡气缸7腔体内的气压，以保证Z轴滑台10可以正常工作；当Z轴滑台向上运动时，平衡气缸7内的腔体变大，气缸内部的气压变小，这时会通过进气会路向平衡气缸7的腔体内补充气体，避免因平衡气缸7腔体内气压过小影响Z轴滑台10工作。

当Z轴滑台10停止工作的一瞬间，电机会带动Z轴滑台10停止运动，平衡气缸7的腔体大小不再发生变化，当平衡气缸7腔体内的气压超过泄压阀P3设置的预设值时，泄压阀P3处于向外泄气的状态，由于单向阀P5具有单相导通性，因此单向阀此时不向外泄气，也不向内补充气体，当泄压阀P3工作一段时间后，使平衡气缸7的腔体内的气压等于泄压阀P3设置的预设值时，泄压阀P3停止工作，这时单向阀P5仍然不向外泄气，不向平衡气缸7的腔体内补气，因此，此时的平衡气缸7的腔体内的气压保持不变，由于泄压阀P3设置的预设值时根据Z轴滑台10和位于Z轴滑台10上的工作件8的总重力设定的，所以此时的平衡气缸7通过伸缩杆P1给予Z轴滑台10的力正好可以抵消Z轴滑台10以及位于Z轴滑台10上工作件8的重力，使得Z轴滑台10在不工作的时候也不会滑落；平衡气缸7腔体内的气压小于泄压阀P3设置的预设值时，此时泄压阀P3不工作，进气回路通过单向阀P5向平衡气缸7的腔体内补充气体，当平衡气缸7腔体内的气压和减压阀P4的预设值相同时，进气回路自动停止补气，保持平衡状态。泄压阀P3的预设值与减压阀P4的预设值相同。

作为一种实施例，泄压阀P3将减压阀P4的预设值当做泄压阀P3的预设值，此时减压阀P4的预设值是根据Z轴滑台10以及工作件8的共同的重力大小决定的。

此外，当发生突然状况时，警报器12发出警报，提醒工作人员及时处理。

以上是对本实用新型的较佳实施进行的具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。