一种封闭式直线模组及其制作方法与流程

本发明涉及一种高精密传动装置，特别涉及一种封闭式直线模组及其制作方法。

背景技术：

直线模组作为高精密的传动装置，当前已普遍运用于测量、激光焊接、激光切割、小型数控机床、试验机及适用教育等场所，其保证了这些精密仪器的运行精度，为科技进步和社会的发展起着重要作用。就当前广泛使用的直线模组中，丝杆型直线模组由于其满足的精度要求更高，能更大程度地保证仪器运行的精准性，因此成为研发的重点。

在丝杆型直线模组中的各个零部件均为精密配合，特别是丝杆与滑块组件、滑块组件与直线导轨之间的配合精度是保证整个直线模组精度的关键，然而空气中难免存在尘埃等污染物，在使用过程中会在这些精密配合组合件的配合面累积污染物质，影响配合精度，造成直线模组无法长期保持高精度运行。

在相关行业中，逐渐发展出了利用盒状结构将丝杆运动部件完全封闭的模组结构，但这种结构仍需要在滑块组件上留出与操作装置或模组相互组装的连接模块结构，造成不能实现直线模组完全密封，在滑块组件的连接模块结构运动方向上，要解决整个模组的密封成为保证丝杆型直线模组长期保持高精度运行的关键。

因此，有必要对封闭式直线模组的结构进行研究和设计，以保证其长期精密传动。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服封闭式的丝杆型直线模组由于其滑块组件上需要设置用于连接操作装置或模组相互组拼的连接模块结构，该连接模块结构会随滑块组件运动，造成无法实现直线模组完全密封，不能保证直线模组长期保持高精度运行的问题，提供一种封闭式直线模组及其制作方法，该直线模组通过在与滑块连接盒上设置穿带结构，能让滑块连接盒的连接端设置在封带组件外，便于操作装置安装或模组之间的拼装；并在封带上对应设置松缩段，且封带采用塑性材料，使带动滑块连接盒运动时不影响模组的封闭，保证丝杆型直线模组长期保持高精度运行。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种封闭式直线模组，包括截面形状为u形的模组型材，所述模组型材包括型材底板以及型材底板两侧设置的型材侧壁，在型材侧壁上方配设有封口的封带组件，在型材侧壁两端配设端盖，组成用于模组滑动部件安装和移动的封闭空间；所述封带组件包括塑性材料的封带，所述模组滑动部件包括滑块组件和滑块连接盒，所述滑块连接盒上设有用于封带穿过的穿带结构，所述封带与该穿带结构配合设有松缩段，使滑块连接盒随滑块组件运行时，封带与型材侧壁保持封闭。

该直线模组采用模组型材及其两端的端盖、上方的封带组件组成封闭式的直线模组运行空间，而通过在与滑块组件连接的滑块连接盒上设置穿带结构，能让滑块连接盒的连接端设置在封带组件外，便于操作装置安装或模组之间的拼装；并在封带上对应设置松缩段，且封带采用塑性材料，使得在滑块组件带动滑块连接盒运动时，不影响封带与模组型材开口端的封闭形式，保持整个直线模组的封闭结构，避免直线模组的精密配合组合件被污染，保证丝杆型直线模组长期保持高精度运行。

作为优选，所述滑块连接盒包括连接盒底板和设置在连接盒底板相对两侧的穿带侧柱，两个所述穿带侧柱与连接盒底板之间均留有穿带间隙，在滑块连接盒上形成封带入口和封带出口。也可将穿带侧柱设置为可拆卸式，便于封带的穿带操作，提高组装效率；而在穿带侧柱和连接盒底板之间留穿带间隙，更是方便了封带与滑块连接盒的组装，也便于观察和调整封带的状态。

作为优选，所述滑块连接盒内还设有铜条组，所述铜条组为布置于封带入口和封带出口的多个铜条，使滑块封盖盒通过铜条与封带接触。

封带与滑块封盖盒通过铜条接触，可将封盖与铜条的接触面设为光滑的弧面，利用铜材质本身优良的延展性和柔韧性，减少封带与滑块封盖盒的摩擦损伤，配合设置铜条组与封带接触面的高度，使封带与模组型材的开口端紧密接触形成封闭，增加封带及滑块封盖盒的使用寿命，进而保证直线模组更长时间的高精度运行。

作为优选，所述铜条组包括外铜条对和内铜条对，所述穿带侧柱上设有用于外铜条对安装的外铜条安装槽，所述外铜条对与封带接触的面为弧形面，且该弧形面的最低处低于穿带侧柱的底面。在穿带侧柱上设外铜条安装槽，由于穿带间隙位于穿带侧柱和连接盒底板之间，可铜条安装槽设置在穿带侧柱的下侧，外铜条对的弧面最低位置低于穿带侧柱的底面，这样铜条就形成对封带的下压，使得滑块连接盒安装在模组型材上后，封带与模组型材的开口端紧密接触。

作为优选，所述滑块连接盒还包括相对设置的两个固定侧柱，在滑块连接盒内的固定侧柱上设有用于封带支撑的撑带台，在撑带台两端设有用于安装内铜条对的内铜条卡槽，所述内铜条对与封带接触的面为弧形面，且最高处高于撑带台。在滑块连接盒内设撑带台，且在撑带台上设置安装内铜条对的内铜条卡槽，且内铜条对的铜条与封带接触面为弧形面，减少摩擦对封带的损伤，增加使用寿命；而将铜条的最高处设为高于撑带台，这样在滑块连接盒内封带就只与铜条对接触，利用铜材质本身优良的延展性和柔韧性，减少封带与滑块封盖盒的摩擦损伤。

进一步地，所述滑块连接盒还设有将其开口封住的盖板。避免污染物通过滑块连接盒进入到模组型材内。

作为优选，沿型材底板长度方向设有用于安装直线导轨的导轨安装槽，所述导轨安装槽内设有多个导轨安装孔。在型材底板上设置导轨安装槽，并设置安装孔，便于在型材模组内安装直线导轨，为直线模组的稳定性运行提供基础。

作为优选，所述直线导轨的上顶面为用于滑块滑动的滑动面，在直线导轨的两侧面均设有用于滑块滑动的滑道，所述滑道壁为凹入式的弧面结构。将直线导轨的滑动面设为平面，利于保持滑块滑动的平稳性，并在直线导轨的侧面设置用于滑块滑动的滑道，在滑块上对应设置滑动结构，使滑块与直线导轨为三面接触的滑动面，保证滑块滑动的平稳性和精确性，进而提高整个直线模组的精密性。

作为优选，所述滑块组件包括滑座和与其连接的滑块，所述滑座的截面为与直线导轨相适配的倒u形结构，使滑座分别与直线导轨的滑动面和滑道配合。将滑座设为截面形状为倒u形结构，即与直线导轨上顶面的滑动面、以及与直线导轨两个侧面的滑道相配合，形成三面接触的滑动面，与传统的直线模组的滑动面仅为线接触的形式相比，直线模组的运行精度和平稳性大大提高。

作为优选，在型材侧壁的顶部还连有型材上挡板，所述型材上挡板向模组型材开口端的中心线延伸。在型材侧壁的顶部设置往模组型材开口端中心线方向延伸的上挡板，对封带进行支撑；优选的方案是在两个侧型材侧壁的顶部均设型材上挡板，使封带的两侧边被平衡支撑；更进一步的优化，在上挡板用于支撑封带的边缘设置成下沉的台阶结构，对封带限位，使封带在模组型材的宽度方向的位置固定，保证封带对模组型材的封闭。

作为优选，在模组型材两端的端盖上端，与封带的端部对应设置安装槽，并配设固位压块，所述固位压块与封带的配合面上设置压带槽。便于封带的固定和限位，使封带保持与模组型材的封闭结构。

一种封闭式直线模组的制作方法，包括以下步骤：

a、组装滑块组件和丝杆，并将滑块连接盒安装于滑块组件上；

b、同时，将直线导轨安装于模组型材的型材底板上；

c、将滑块组件配合安装于直线导轨上，滑块连接盒位于模组型材上方；

d、在模组型材两端安装端盖，并将丝杆与驱动装置连接；

e、安装并固定封带，封闭滑块连接盒。

该直线模组的制作方法组装的直线模组，将滑块组件与丝杆的配合部、滑块组件与直线导轨的配合部完全封闭于模组型材内，通过在模组型材上设置封带、并配合模组型材端部的端盖，巧妙地在滑块连接盒上设置封带穿过的间隙，实现模组型材的完全密封，且封带的设计能满足滑块连接盒在运动时对模组型材的密闭性，在实现直线模组与操作装置的安装或模组之间的拼装，避免直线模组的精密配合组合件被污染，保证丝杆型直线模组长期保持高精度运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该直线模组采用模组型材及其两端的端盖、上方的封带组件组成封闭式的直线模组运行空间，而通过在与滑块组件连接的滑块连接盒上设置穿带结构，能让滑块连接盒的连接端设置在封带组件外，便于操作装置安装或模组之间的拼装；并在封带上对应设置松缩段，且封带采用塑性材料，使得在滑块组件带动滑块连接盒运动时，不影响封带与模组型材开口端的封闭形式，保持整个直线模组的封闭结构，避免直线模组的精密配合组合件被污染，保证丝杆型直线模组长期保持高精度运行；

2、在穿带侧柱和连接盒底板之间留穿带间隙，更是方便了封带与滑块连接盒的组装，也便于观察和调整封带的状态；也可将穿带侧柱设置为可拆卸式，便于封带的穿带操作，提高组装效率；

3、该直线模组的封带与滑块封盖盒通过铜条接触，可将封盖与铜条的接触面设为光滑的弧面，利用铜材质本身优良的延展性和柔韧性，减少封带与滑块封盖盒的摩擦损伤，配合设置铜条组与封带接触面的高度，使封带与模组型材的开口端紧密接触形成封闭，增加封带及滑块封盖盒的使用寿命，进而保证直线模组更长时间的高精度运行；

4、将直线导轨的滑动面设为平面，利于保持滑块滑动的平稳性，并在直线导轨的侧面设置用于滑块滑动的滑道，对应地将滑座设为截面形状为倒u形结构，即与直线导轨上顶面的滑动面、以及与直线导轨两个侧面的滑道相配合，形成三面接触的滑动面，保证滑块滑动的平稳性和精确性，进而提高整个直线模组的精密性；

5、该直线模组的制作方法组装的直线模组，将滑块组件与丝杆的配合部、滑块组件与直线导轨的配合部完全封闭于模组型材内，避免直线模组的精密配合组合件被污染，保证丝杆型直线模组长期保持高精度运行。

附图说明：

图1为本发明封闭式直线模组的结构示意图。

图2为图1中模组型材的结构示意图。

图3为实施例中封闭式直线模块的滑块组件与模组型材配合结构示意图。

图4为图3中的滑块组件的结构示意图。

图5为图3中的滑块连接盒的结构示意图。

图6为图3中的滑块连接盒的爆炸示意图。

图7为实施例的滑块连接盒中铜条组的结构示意图。

图8为实施例中滑块连接盒的主视图。

图9为图8的后视图。

图10为图1中封带装置的结构示意图。

图11为图中封带压块的结构示意图。

图12为封带压块的后视图。

图13为实施例中丝杆组件的结构示意图。

图14图13中的丝杆的结构示意图。

图中标记：1-模组型材，101-型材底板，1011-导轨安装槽，1012-导轨固定孔，102-型材侧壁，103-型材上挡板，2-封带，201-固位压块，2011-固带孔，2012-压带槽，202-松缩段，3-滑块连接盒，301-连接盒底板，302-固定侧柱，303-穿带侧柱，3031-外铜条安装槽，304-撑带台，3041-内铜条卡槽，4-电机侧端盖，5-端盖，6-丝杆，601-保护套头，602-电机连接端头，603-端盖连接端头，7-滑块组件，701-滑座，702-滑块，8-直线导轨，9-铜条组，901-内铜条组，9011-卡接弧面，902-外铜条组，9021-安装弧面，10-穿带间隙，11-弹性联轴器。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1至图3、图10所示，本实施的封闭式直线模组，包括截面形状为u形的模组型材1，所述模组型材1包括型材底板101以及型材底板101两侧设置的型材侧102壁，在型材侧壁102上方配设有封口的封带组件，在型材侧壁102两端配设端盖5，组成用于模组滑动部件安装和移动的封闭空间；所述封带组件包括塑性材料的封带2，所述模组滑动部件包括滑块组件7和滑块连接盒3，所述滑块连接盒3上设有用于封带2穿过的穿带结构，所述封带2与该穿带结构配合设有松缩段202，使滑块连接盒3随滑块组件7运行时，封带2与型材侧壁102保持封闭。本实施例中，封带采用钢带制成。

如图2所示，沿型材底板101长度方向设有用于安装直线导轨8的导轨安装槽1011，所述导轨安装槽1011内设有多个导轨安装孔1012。在型材底板上设置导轨安装槽，并设置安装孔，便于在型材模组内安装直线导轨，为直线模组的稳定性运行提供基础。

综上，该直线模组采用模组型材及其两端的端盖、上方的封带组件组成封闭式的直线模组运行空间，而通过在与滑块组件连接的滑块连接盒上设置穿带结构，能让滑块连接盒的连接端设置在封带组件外，便于操作装置安装或模组之间的拼装；并在封带上对应设置松缩段，且封带采用塑性材料，使得在滑块组件带动滑块连接盒运动时，不影响封带与模组型材开口端的封闭形式，保持整个直线模组的封闭结构，避免直线模组的精密配合组合件被污染，保证丝杆型直线模组长期保持高精度运行。

实施例2

根据实施例1所述的封闭式直线模组，如图5至图9所示，本实施例的滑块连接盒3包括连接盒底板301和设置在连接盒底板301相对两侧的穿带侧柱303，两个所述穿带侧柱303与连接盒底板301之间均留有穿带间隙10，在滑块连接盒3上形成封带入口和封带出口。

本实施例中，如图6所示，穿带侧柱303设置为可拆卸式，便于封带的穿带操作，提高组装效率；而在穿带侧柱和连接盒底板之间留穿带间隙，更是方便了封带与滑块连接盒的组装，也便于观察和调整封带的状态。

进一步地，本实施例的滑块连接盒3内还设有铜条组9，所述铜条组9为布置于封带入口和封带出口的多个铜条，使滑块封盖盒通过铜条与封带接触。

封带与滑块封盖盒通过铜条接触，可将封盖与铜条的接触面设为光滑的弧面，利用铜材质本身优良的延展性和柔韧性，减少封带与滑块封盖盒的摩擦损伤，配合设置铜条组与封带接触面的高度，使封带与模组型材的开口端紧密接触形成封闭，增加封带及滑块封盖盒的使用寿命，进而保证直线模组更长时间的高精度运行。

如图5至图9所示，所述铜条组9包括外铜条对902和内铜条对901，所述穿带侧柱303上设有用于外铜条对902安装的外铜条安装槽3031，所述外铜条对902与封带2接触的面为弧形面，且该弧形面的最低处低于穿带侧柱303的底面；对应地，在外铜条对的铜条上设有与外铜条安装槽3031配合设置的安装弧面9021。在穿带侧柱上设外铜条安装槽，由于穿带间隙位于穿带侧柱和连接盒底板之间，本实施例的铜条安装槽设置在穿带侧柱的下侧，外铜条对的弧面最低位置低于穿带侧柱的底面，这样铜条就形成对封带的下压，使得滑块连接盒安装在模组型材上后，封带与模组型材的开口端紧密接触。

本实施例中，所述滑块连接盒3还包括相对设置的两个固定侧柱302，在滑块连接盒3内的固定侧柱302上设有用于封带2支撑的撑带台304，在撑带台304两端设有用于安装内铜条对901的内铜条卡槽3041，所述内铜条对901与封带2接触的面为弧形面，且最高处高于撑带台304；对应地，在内铜条对的铜条上设有与内铜条卡槽3041配合的卡接弧面9011。在滑块连接盒内设撑带台，且在撑带台上设置安装内铜条对的内铜条卡槽，且内铜条对的铜条与封带接触面为弧形面，减少摩擦对封带的损伤，增加使用寿命；而将铜条的最高处设为高于撑带台，这样在滑块连接盒内封带就只与铜条对接触，利用铜材质本身优良的延展性和柔韧性，减少封带与滑块封盖盒的摩擦损伤。

实施例3

根据实施例1或2所述的封闭式直线模组，如图3和图4所示，本实施例的直线导轨8的上顶面为用于滑块滑动的滑动面，在直线导轨8的两侧面均设有用于滑块滑动的滑道，所述滑道壁为凹入式的弧面结构。将直线导轨的滑动面设为平面，利于保持滑块滑动的平稳性，并在直线导轨的侧面设置用于滑块滑动的滑道，在滑块上对应设置滑动结构，使滑块与直线导轨为三面接触的滑动面，保证滑块滑动的平稳性和精确性，进而提高整个直线模组的精密性。

进一步地，所述滑块组件7包括滑座701和与其连接的滑块702，所述滑座701的截面为与直线导轨相适配的倒u形结构，使滑座分别与直线导轨的滑动面和滑道配合。将滑座设为截面形状为倒u形结构，即与直线导轨上顶面的滑动面、以及与直线导轨两个侧面的滑道相配合，形成三面接触的滑动面，与传统的直线模组的滑动面仅为线接触的形式相比，直线模组的运行精度和平稳性大大提高。

实施例4

根据实施例1-3之一所述的封闭式直线模组，如图2所示，本实施例在型材侧壁102的顶部还连有型材上挡板103，所述型材上挡板103向模组型材1开口端的中心线延伸。在型材侧壁的顶部设置往模组型材开口端中心线方向延伸的上挡板，对封带进行支撑。

进一步地，在两个侧型材侧壁102的顶部均设型材上挡板103，使封带2的两侧边被平衡支撑。

更进一步地，在型材上挡板103用于支撑封带2的边缘设置成下沉的台阶结构，对封带2限位，使封带2在模组型材1的宽度方向的位置固定，保证封带对模组型材的封闭。

本实施例中，如图3所示，所述滑块连接盒3还设有将其开口封住的盖板。避免污染物通过滑块连接盒进入到模组型材内。

实施例5

根据实施例1-4之一所述的封闭式直线模组，更进一步地，本实施例在模组型材1两端的端盖分别为端盖5、以及连接电机端的电机侧端盖4，在端盖5和电机侧端盖4的上端，与封带2的端部对应设置安装槽；本实施例中，如图10至图12所示，封带2的两端还配设固位压块201，所述固位压块201与封带2的配合面上设置压带槽2012，在固位压块201上还设有用于固定封带的固带孔2011。便于封带的固定和限位，使封带保持与模组型材的封闭结构。

进一步地，如图13和图14所示，在丝杆6的两端均设有保护套头601，该保护套头601由软质材料制成，如牛筋垫或尼龙棒，在安装时将保护套头与丝杆两端的端盖固定，少丝杆运行的震动、并减少丝杆震动带来的丝杆损伤，在发生意外运行状况时，保护套头起到缓冲作用、防止撞坏模组的滑块及其附带的运行部件；进一步地，丝杆6的两端分别为电机连接端头602和端盖连接端头603，在电机连接端头603上还设有弹性联轴器11，增设缓冲作用的弹性联轴器，起到减振和提高轴系动态性能的作用，减小丝杆的回程间隙，保证直线模组的运行精度。

实施例6

如实施例1-5之一的封闭式直线模组的制作方法，包括以下步骤：

a、组装滑块组件和丝杆，并将滑块连接盒安装于滑块组件上；

b、同时，将直线导轨安装于模组型材的型材底板上；

c、将滑块组件配合安装于直线导轨上，滑块连接盒位于模组型材上方；

d、在模组型材两端安装端盖，并将丝杆与电机连接；

e、安装并固定封带，封闭滑块连接盒。

该直线模组的制作方法组装的直线模组，将滑块组件与丝杆的配合部、滑块组件与直线导轨的配合部完全封闭于模组型材内，通过在模组型材上设置封带、并配合模组型材端部的端盖，巧妙地在滑块连接盒上设置封带穿过的间隙，实现模组型材的完全密封，且封带的设计能满足滑块连接盒在运动时对模组型材的密闭性，在实现直线模组与操作装置的安装或模组之间的拼装，避免直线模组的精密配合组合件被污染，保证丝杆型直线模组长期保持高精度运行。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。