具有自适应调节偏差功能的导轨结构的制作方法

本发明大体涉及智能制造领域，具体涉及一种具有自适应调节偏差功能的导轨结构。

背景技术：

1、导轨系统通常包括运动部、导轨部和动力部，运动部可以在动力部的驱动下沿导轨部限制的运动方向运动。在智能制造中，导轨系统可用于使特定物件按照导轨的轨迹进行移动，以便于该特定物件执行特定的功能，例如运输、敲击、抓取以及测量等。

2、特别是在测量设备中，测量设备通常利用导轨系统带动测量部件对待测物进行测量，导轨系统的稳定性与测量设备的测量精度密切相关。现有技术中，在测量设备中使用的导轨系统一般通过提高运动部和导轨部的表面精度以及相互配合的紧密程度，或提高动力部的控制精度，来减少测量设备的设备误差(或称仪器误差)以最终提升测量设备的测量精度。

3、现有技术的这些方案中尽管可以通过成熟的加工工艺制造获得微米级别的精度的各种部件，如运动部、导轨部、动力部或测量部件等。然而，在更高的测量精度(例如纳米级别)的要求下各种部件的配合依然可能存在随机误差，例如当温湿度、气压等不稳定因素变化使得运动部相对导轨部产生细微偏移时(也即运动轴系的直线度偏差)，即产生随机误差，由于刚性连接很容易导致各部件运行不顺畅的问题，这种问题可能进一步导致震动和磨损等问题。在例如微米或纳米级别的微观情况下，这种由于随机误差导致的震动和磨损很容易转化为较大的测量误差。

技术实现思路

1、本发明有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种可自适应调节的导轨系统，该导轨系统具有一定柔性，能够自适应地调节运动轴系的直线度偏差，由此能够提高测量设备的精度。

2、为此，本发明提供一种可自适应调节的导轨系统，包括运动组件、导轨组件、传动组件以及调节组件，所述调节组件包括可相对旋转的第一调节部和第二调节部，所述运动组件与所述第一调节部固定连接，所述传动组件与所述第二调节部固定连接，所述运动组件通过所述调节组件与所述传动组件连接并在所述传动组件的驱动下沿所述导轨组件限制的第一方向运动，令所述第一调节部和所述第二调节部相对旋转的轴线方向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向不同。

3、在本发明中，运动组件通过包括可相对旋转的第一调节部和第二调节部的调节组件与传动组件连接，并且在传动组件的驱动下沿导轨组件所限制的第一方向运动，运动组件与第一调节部固定连接，传动组件与第二调节部固定连接，第一调节部和第二调节部可相对旋转。在这种情况下，能够使运动组件和传动组件的配合具有一定柔性，也即运动组件和传动组件通过调节组件进行可活动地连接(如旋转)，而并非直接固定相连的硬连接(即刚性连接)，当传动方向出现偏移或偏差(即在运动轴系中，传动方向与第一方向不一致导致运动组件与导轨组件之间产生直线度偏差)时，第一调节部和第二调节部能够通过旋转方式将使传动组件发生偏移的力矩转化为调节组件的旋转扭矩，即能够减少传动组件的偏移或偏差对运动组件的运动的影响，从而能够减少运动组件与导轨组件之间的直线度偏差，也即能够自适应地调节运动轴系的直线度偏差，由此能够提高测量设备的精度和稳定性。

4、另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述导轨组件包括第一导轨和沿所述第一方向设置的且与所述第一导轨配合的第二导轨。在这种情况下，通过第一方向设置的第二导轨和第一导轨配合，例如配合形成平行的导轨，能够形成限制运动组件沿第一方向运动的轨道，由此能够使运动组件在轨道的导引下运动并保持稳定。

5、另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述运动组件包括运动主体和弹性元件，所述运动主体具有设置有所述弹性元件的第一侧面、与所述第一侧面相对的第二侧面，所述弹性元件可滑动地抵接于所述第一导轨，所述第二侧面可滑动地抵接于所述第二导轨。在这种情况下，对于运动主体而言，第一导轨和第二导轨所形成的轨道为开放式轨道，即运动主体的运动方向和运动精度受第二导轨的直接影响，而不受第一导轨的影响，同时弹性元件能够起到维持运动主体与第二导轨紧密连接的作用，由此，能够在第一导轨和第二导轨形成可限制运动方向为第一方向的轨道时，不用考虑第一导轨和第二导轨的平行程度，从而能够减少制造轨道的工艺难度，同时通过弹性元件能够维持运动主体的运动精度。另外，开放式的轨道也具有一定“柔性”，能够减少轨道由于刚性过大而导致的稳定性不足的问题，并且能够提升运动主体的运动的顺畅程度。

6、另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述导轨组件还包括具有基准平面的第三导轨，所述基准平面的粗糙度不大于预设值，所述运动主体还具有与所述第二方向相交的第三侧面，所述第三侧面可滑动地抵接于所述基准平面。在这种情况下，运动主体能够通过滑动抵接基准平面的方式在第三导轨的导引下运动，由此能够通过降低第三导轨的基准平面的粗糙度来提升运动主体的运动精度。

7、另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述第一调节部包括至少一个轴承以及将所述轴承与所述运动组件固定连接的第一固定座，所述第二调节部包括与所述轴承可相对旋转的转轴以及将所述转轴与所述传动组件固定连接的第二固定座。在这种情况下，运动组件与传动组件能够通过轴承与转轴配合的方式进行旋转，在传动组件发生偏移或偏差时，能够自适应地调节运动轴系的直线度偏差，由此能够提高测量设备的精度和稳定性。

8、另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述第二调节部还包括配置为限制所述转轴在所述第二方向移动的锁紧件以及至少一个将所述传动组件和所述第二固定座固定连接的夹紧件。在这种情况下，转轴能够在锁紧件的作用下被约束，例如减小在第二方向上下抖动，能够提升运动组件在第一方向的直线度，由此能够提升运动组件在第二方向的稳定性。另外，传动组件和第二固定座通过夹紧件连接固定，能够便于传动组件拆卸换装，由此能够便于根据需求调整传动组件的精度(例如能够便于通过调整传送带的收紧力度来调整传动组件的精度)。

9、另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述导轨组件包括沿所述第一方向设置的第一导轨和第二导轨。在这种情况下，第一导轨和第二导轨平行，能够形成限制运动组件在第一方向运动的轨道，由此能够便于从第一导轨和第二导轨中选择至少一个构成开放式轨道或刚性轨道以导引运动组件运动。

10、另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述第二调节部包括至少一个将所述传动组件和所述第二调节部固定连接的夹紧件，所述传动组件包括传动轮、以及传动方向与所述第一方向相同或相反的传送带，所述传送带通过所述夹紧件固定于所述第二调节部，所述传送带包括呈平滑状的内侧面和呈齿状的外侧面，所述内侧面与所述传动轮接触。在这种情况下，传动组件的传送带和第二调节部通过夹紧件连接固定，能够便于传送带拆卸换装，由此能够便于根据需求调整传动精度。另外，传送带平滑状的内侧面与传动轮接触，能够在传动轮高速传动时维持传送带的稳定；同时呈齿状的外侧面能够降低传动的噪音，即能够辅助减震，由此能够进一步提升传送带传动第二调节部的稳定性。

11、另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，还包括辅助组件，所述辅助组件包括测量套件和限位套件，所述测量套件包括设置于所述运动主体的光栅测量装置和设置于所述第二导轨的光栅尺，所述限位套件包括设置于所述运动主体的感应片和多个设置于所述第三导轨的感应装置。在这种情况下，通过光栅尺和光栅测量装置，能够对运动主体相对第二导轨的位移进行测量；另外，通过感应片和多个感应装置配合，能够对运动主体的运动行程进行追踪和约束，从而减少运动主体移动超限导致运动不精确等不期望的情形发生。

12、另外，根据本发明所涉及的导轨系统，可选地，所述第一方向上的直线与所述第二方向上的直线在空间上相互垂直。在这种情况下，导轨系统通过限制运动组件在相互垂直的第一方向和第二方向上运动，能够获得运动组件的直角运动轴系，由此能够便于通过直角运动轴系判断运动组件的直线度。

13、根据本发明，能够提供一种可自适应调节的导轨系统，该导轨系统具有一定柔性，能够自适应地调节运动轴系的直线度偏差，由此能够提高测量设备的精度。