一种直线运动类伺服机构自动往复跑合装置的制作方法

本实用新型属于电动伺服机构领域，具体涉及一种直线运动类伺服机构自动往复跑合装置。

背景技术：

目前，直线运动类伺服机构已经越来越多的应用到高精度、高可靠性的产品之中。高精度、高可靠性以及动态特性是评价伺服机构产品性能的重要指标。鉴于机加件产品不可避免的会存在残余内应力、毛刺等缺陷，因此伺服机构产品在应用初期，也即磨合期，会出现精度降低、动态特性变差的情况。为此，需要对此类伺服机构产品进行一定时间的跑合来提高产品的性能和可靠性。

现阶段，常见的跑合装置主要是针对旋转类伺服机构产品，旋转类伺服机构通过一定时间周而复始的旋转运动达到跑合的目的。然而，此类跑合装置不能应用到直线运动类伺服机构产品的跑合工作中。因此，需要研究一种能够适用于直线运动类伺服机构的跑合装置。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种直线运动类伺服机构自动往复跑合装置，通过使用接近开关和控制板实现直线运动类伺服机构的自动往复动作，通过跑合能够提高直线运动类伺服机构产品的动态特性和可靠性。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种直线运动类伺服机构自动往复跑合装置，包括芯轴支座、芯轴、第一滑块、第一接近开关、控制板、第二接近开关、第二滑块和弹簧；

芯轴支座包括分别套设在芯轴上的第一芯轴支座和第二芯轴支座；

芯轴的一端连接直线运动类伺服机构的输出端，芯轴位于第一芯轴支座和第二芯轴支座之间的部分滑动套设第一滑块和第二滑块，第一滑块和第二滑块相对面之间设置有弹簧，相反面分别由芯轴和临近的芯轴支座轴向限位；

第一滑块和第二滑块之间设置有位置固定的第一接近开关和第二接近开关；第一接近开关用于检测第一滑块的位置，第二接近开关用于检测第二滑块的位置；

控制板的输入端连接第一接近开关和第二接近开关的到位脉冲信号，输出端输出反向动作指令连接直线运动类伺服机构控制端。

优选的，还包括连接轴，连接轴的一端与芯轴的一端固定连接，另一端与直线运动类伺服机构的输出端固定连接。

进一步的，还包括防转块和位置固定的导轨；导轨的轴向与芯轴的轴向平行；防转块与连接轴固定连接且滑动套设在导轨上，用于防止连接轴旋转。

再进一步的，第一滑块和第二滑块均滑动套设在导轨上。

优选的，弹簧套设在芯轴上。

优选的，还包括调整套筒，调整套筒位于第一滑块和弹簧之间或者弹簧和第二滑块之间。

优选的，还包括立柱，第一接近开关、第二接近开关和控制板固定设置在立柱上。

优选的，控制板上设有拨码开关，用于调节直线运动类伺服机构的跑合速度。

优选的，控制板上设有扼流圈，用于避免直线运动类伺服机构长时间工作发热量过大。

优选的，还包括立板，立板用于固定直线运动类伺服机构。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型所述的直线运动类伺服机构自动往复跑合装置，通过直线运动类伺服机构驱动芯轴运动，由芯轴带动相应的滑块运动，通过相应的接近开关检测该滑块的位置，传送到位脉冲信号至控制板，再由控制板输出反向动作指令给直线运动类伺服机构，接着直线运动类伺服机构进行反向运动，如此循环，最终通过使用接近开关和控制板实现了直线运动类伺服机构产品的自动往复，完成跑合工作。在直线运动类伺服机构跑合过程中，滑块运动时不断压缩弹簧，为直线运动类伺服机构产品提供一个线性负载，通过改变弹簧刚度系数实现跑合载荷可调的功能。通过跑合加速释放伺服机构产品机械加工零件的残余内应力，消除滚珠丝杠与滚道之间的毛刺，提高滚珠丝杠与滚道表面的粗糙度，提高伺服机构产品的动态特性及可靠性，保证产品的输出精度；跑合工作后能够暴露伺服机构产品在轴向或径向的间隙，跑合后可通过调整垫片、更换滚珠以及动态装配等措施来消除或减小产品的轴向间隙，提高产品的装配精度，保证产品的使用精度和动态特性。

进一步的，通过防转块和导轨一起限制连接轴的旋转，从而限制直线运动类伺服机构和芯轴的旋转，保证直线往复运动顺利进行。

进一步的，将滑块滑动套设在导轨上，可以实现很好的导向的作用，从而防止跑合过程中出现的变形问题。

进一步的，通过使用长度可调的调整套筒，实现伺服机构跑合行程可调的功能。

进一步的，通过使用控制板上的拨码开关实现电动舵机产品跑合速度的控制。

进一步的，通过使用扼流圈解决伺服机构长时间工作发热量过大的问题。

附图说明

图1为本实用新型所述直线运动类伺服机构自动往复跑合装置结构示意图。

图2为本实用新型所述直线运动类伺服机构自动往复跑合装置的剖视图。

图中：1-第二接近开关、2-调整套筒、3-控制板、4-第一滑块、5-直线运动类伺服机构、6-防转块、7-导轨、8-第一接近开关、9-弹簧、10-第二滑块、11-芯轴、12-立板、13-连接轴。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

如图1和图2所示，为本实用新型所述的直线运动类伺服机构自动往复跑合装置，包括连接轴13、防转块6、导轨7、芯轴支座、芯轴11、第一滑块4、第一接近开关8、控制板3、第二接近开关1、第二滑块10、立柱和弹簧9。

芯轴支座包括第一芯轴支座和第二芯轴支座，第一芯轴支座和第二芯轴支座上分别设有第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔同轴设置且分别设有衬套，衬套内同轴滑动设置芯轴11。

芯轴11包括第一芯轴和第二芯轴，第一芯轴呈三级阶梯轴设置，包括直径依次减小的一级轴段、二级轴段和三级轴段，一级轴段和二级轴段形成第一阶梯面；第二芯轴的一端同轴设有二级阶梯孔，包括直径依次减小的一级孔段和二级孔段，一级孔段和二级孔段的直径分别与二级轴段和三级轴段的直径呈公差配合，一级孔段和二级孔段均设有内螺纹，分别与二级轴段靠近三级轴段的一端和三级轴段螺纹连接。一级轴段和第二芯轴分别滑动设置在第一通孔和第二通孔的衬套内。衬套的设置可以防止芯轴与芯轴支座之间的滑动摩擦，避免由于摩擦造成的芯轴或芯轴支座损坏。

在用于安装直线运动类伺服机构5的相应位置设置立板12，通过立板12支撑安装直线运动类伺服机构5。直线运动类伺服机构5的输出端与连接轴13的一端固定连接，连接轴13的另一端与芯轴11一端固定连接。本实例中，直线运动类伺服机构5通过丝杠螺母上设置的固定连接孔与连接轴13的一端固定连接。本实例中，一级轴段端部同轴设有螺纹孔，芯轴11通过该螺纹孔与连接轴13的一端螺纹连接。导轨7固定在第一芯轴支座上，且导轨7的轴向与芯轴11的轴向平行；防转块6套设在连接轴13和导轨7上，防转块6与连接轴13固定连接，防转块6与导轨7滑动连接，这种结构设计可以防止连接轴13旋转，从而防转直线运动类伺服机构5和芯轴11的旋转。本实例中，防转块6与连接轴13螺纹连接，以限制连接轴13的旋转。

二级轴段上自靠近一级轴段的一端依次滑动套设有第一滑块4、调整套筒2、弹簧9和第二滑块10。通过使用圆柱螺旋压缩弹簧，为直线运动类伺服机构5提供一个线性负载，通过改变弹簧9刚度系数实现跑合载荷可调的功能。通过使用长度可调的调整套筒2，实现直线运动类伺服机构5跑合行程可调的功能。第一滑块4和第二滑块10之间设有立柱，立柱上固定设有第一接近开关8、第二接近开关1以及控制板3，第一接近开关8和第二接近开关1分别与控制板3电连接，控制板3与直线运动类伺服机构5电连接；第一接近开关8和第二接近开关1分别用于检测第一滑块4和第二滑块10的位置，并发送到位脉冲信号至控制板3，控制板3接到到位脉冲信号后给直线运动类伺服机构5的控制端一个反向动作指令，从而实现直线运动类伺服机构5往复运动。在控制板3上设置拨码开关，实现直线运动类伺服机构5跑合速度的控制。在控制板3上设置扼流圈，可以解决直线运动类伺服机构5长时间工作发热量过大的问题。

本实例中导轨7设置为两个，对称分布在芯轴11的两侧，第一滑块4和第二滑块10的两侧均滑动套设在两个导轨7上，从而可以防止跑合过程中变形问题。第一滑块4和第二滑块10与导轨7的连接处设有轴承，以减少滑块与导轨7间的摩擦。

本实用新型所述直线运动类伺服机构自动往复跑合装置在线性载荷条件下的跑合工作原理如下：

通过改变调整套筒的长度以及弹簧的刚度系数可以实现载荷可调和行程可调，能够适用到不同规格的直线运动类伺服机构产品中，其具体的实施方式如下：

1)上电后，直线运动类伺服机构5启动，直线运动类伺服机构5执行伸出动作；

2)直线运动类伺服机构5通过连接轴13推动芯轴11运动；

3)第一滑块4在芯轴11的推动下运动，并逐渐向第一接近开关8靠近，第一滑块4运动的同时，挤压弹簧9而给予直线运动类伺服机构5提供一个线性增加的负载。当第一滑块4到达第一接近开关8的响应范围内时，第一接近开关8给予控制板3一个到位脉冲信号；

4)控制板3接收到直线运动类伺服机构5伸出到位的脉冲信号后给直线运动类伺服机构5一个反向动作的指令。直线运动类伺服机构5接收指令并执行回收动作，此时芯轴11推动第二滑块10向第二接近开关1靠近，此时弹簧的压缩量逐渐释放，载荷线性变小；

5)当第二滑块10运行到第二接近开关1的动作范围时，第二接近开关1给予控制板3一个到位脉冲信号；

6)控制板3接收到直线运动类伺服机构5回收到位的脉冲信号后，给直线运动类伺服机构5一个反向动作的指令，直线运动类伺服机构5接收指令并执行伸出动作；

7)如此往复，即实现了直线运动类伺服机构5的带载跑合工作。

本实用新型的跑合装置通过使用接近开关和控制板3实现直线运动类伺服机构5的自动往复动作，并通过防转装置防止伺服机构旋转。本实用新型具备跑合载荷可调、跑合行程可调、跑合速度可调、自动换向往复、防转等特点。通过跑合能够提高直线运动类伺服机构产品的动态特性和可靠性。