專利名稱：數(shù)控滑塊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種數(shù)控滑塊裝置，屬于機械設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
滑塊直線運動的驅(qū)動有氣動、液壓、電動機等方式，把電動機的轉(zhuǎn)動通過螺旋副傳動轉(zhuǎn)化為滑塊的直線運動是目前的實用方法。但因電動機不能控制角位移與角速度，使得螺旋副傳動需要附帶許多其他的控制系統(tǒng)，存在價格昂貴，控制方式復雜，易損，不容易維修等缺點。如何使滑塊位移、速度準確可控，且可以頻繁起停、頻繁往復移動，這成為本領(lǐng)域難以解決的技術(shù)難題。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低，工作效率高，實現(xiàn)滑塊運動時間、位移、速度的數(shù)字化控制，解決本領(lǐng)域長期以來難以解決的技術(shù)難題的數(shù)控滑塊裝置。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該數(shù)控滑塊裝置，其特征在于設(shè)置開關(guān)磁阻調(diào)速電動機，開關(guān)磁阻調(diào)速電動機通過傳動機構(gòu)連接螺桿，螺桿與螺母螺旋副傳動，螺母通過傳動機構(gòu)連接滑塊，開關(guān)磁阻調(diào)速電動機連接電動機控制器，電動機控制器連接工控微計算機。
所述的開關(guān)磁阻調(diào)速電動機通過傳動機構(gòu)連接螺桿，其傳動機構(gòu)是指聯(lián)軸器、齒輪傳動、皮帶傳動、鏈傳動、蝸輪蝸桿傳動或花鍵傳動中的一種。
所述的螺母通過傳動機構(gòu)連接滑塊是指螺母通過四柱銷肘桿機構(gòu)連接滑塊、螺母通過五柱銷肘桿機構(gòu)連接滑塊或螺母直接連接滑塊中的一種。
所述的螺母通過五柱銷肘桿機構(gòu)連接滑塊是指螺母與十字頭連接為一體，十字頭與中間桿通過鉸銷連接，中間桿通過鉸銷連接后連桿，后連桿通過鉸銷連接前連桿的一端，后連桿通過鉸銷連接撐座的一端，前連桿的另一端通過鉸銷連接滑塊。
所述的螺母通過四柱銷肘桿機構(gòu)連接滑塊是指中間桿通過鉸銷連接十字頭，中間桿通過鉸銷連接后連桿，后連桿通過鉸銷連接前連桿的一端，后連桿通過鉸銷連接撐座的一端，前連桿的另一端通過鉸銷連接滑塊。
所述的花鍵傳動是指花鍵軸套在螺桿一端內(nèi)，花鍵軸與螺桿花鍵滑動配合，螺母與螺桿螺旋副傳動，螺母固定在機身上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，該數(shù)控滑塊裝置所具有的有益效果是通過設(shè)置開關(guān)磁阻調(diào)速電動機提供滑塊運動的動力，工控微計算機通過設(shè)定的計算方式，將計算結(jié)果通過電動機控制器即時控制開關(guān)磁阻調(diào)速電動機的角位移和角速度，實現(xiàn)滑塊運動位移速度輸出特性的微機智能柔性化、數(shù)字化無級調(diào)控。還可以達到起動性能好，對電網(wǎng)無沖擊，傳動安全可靠，穩(wěn)定性高，使用壽命長，保護可靠，低速運行不發(fā)熱，效率高，節(jié)能；清潔，安裝和維修方便。同時，還具有運動過程數(shù)字化，具有操作直觀方便，在線設(shè)定、修改參數(shù)、人機會話方式、文字提示等功能。工控微計算機支撐軟件豐富，聯(lián)網(wǎng)極為方便，適合遠程控制和制造業(yè)信息化的需求。


圖1是本實用新型數(shù)控滑塊裝置的剖示結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是數(shù)控滑塊裝置的電路原理框圖。
圖3是數(shù)控滑塊裝置的電路原理圖。
圖4是本實用新型實施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實用新型施例3結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本實用新型實施例4結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本實用新型實施例5結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是本實用新型實施例6結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1-3是本實用新型數(shù)控滑塊裝置的最佳實施例，圖1-8中2、18聯(lián)軸器 3、21、41螺桿 4、19、37軸承 5、20、40軸承座 6、22、43螺母 7、16、38滑塊 8、15導軌 9、14、39機身 10拖板 11連接板 12大齒輪 13小齒輪 42花鍵軸 17、36支架 23十字頭 24固定橫梁25、27、29、31、33鉸銷 26中間桿 28撐座 30、34后連桿 32前連桿 35連接板。
U1(1)開關(guān)磁阻調(diào)速電動機 U2控制器 U3控微計算機 U4鍵盤 U5顯示屏。
具體實施方式
下面結(jié)合圖1-8對本實用新型的數(shù)控滑塊裝置作進一步說明實施例1如圖1所示開關(guān)磁阻調(diào)速電動機1輸出軸通過聯(lián)軸器2與螺桿3連接，螺母6與螺桿3螺旋副傳動，螺母6與滑塊7聯(lián)結(jié)為一體，滑塊7與導軌8滑動配合，滑塊7與拖板10聯(lián)結(jié)為一體，螺桿3與軸承4相連接，軸承4與軸承座5連接。
如圖2所示工控微計算機連接鍵盤和顯示屏、控制器，控制器連接開關(guān)磁阻調(diào)速電機，開關(guān)磁阻調(diào)速電機連接傳動機構(gòu)1，傳動機構(gòu)1是指聯(lián)軸器，也可以是齒輪傳動、皮帶傳動、鏈輪傳動、蝸輪蝸桿傳動或花鍵傳動中的一種。傳動機構(gòu)1連接螺桿，螺桿與螺母螺旋副傳動，螺母通過傳動機構(gòu)2連接滑塊。傳動機構(gòu)2連接滑塊是指螺母通過四柱銷肘桿機構(gòu)連接滑塊，也可以是螺母通過五柱銷肘桿機構(gòu)連接滑塊，也可以是螺母直接連接滑塊中的一種。
如圖3所示開關(guān)磁阻調(diào)速電機U1的A1、A2、B1、B2、C1、C2端連接控制器U2的A1、A2、B1、B2、C1、C2端，開關(guān)磁阻調(diào)速射座電機U1的角度位置信號ANG端連接控制器U2的ANG1端，控制器U2的RS232信號端連接工控微計算機U3的RS232端。鍵盤U4和顯示屏U5連接工控微計算機U3。三相電源A、B、C通過開關(guān)S連接L1、L2、L3。
實施例2如圖4所示與實施例1不同的是開關(guān)磁阻調(diào)速電機1通過齒輪12、13傳動連接螺桿3。
實施例3如圖5所示與實施例1不同的是開關(guān)磁阻調(diào)速電動機通過聯(lián)軸器18連接螺桿21，螺母22與螺桿21螺旋副傳動，螺母22通過四柱銷肘桿機構(gòu)連接滑塊。四柱銷肘桿機構(gòu)是指螺母22與十字頭23連接為一體，十字頭23與中間桿26通過鉸銷25連接，中間桿26通過鉸銷31連接后連桿30，后連桿30通過鉸銷29連接撐座28，撐座28與固定橫梁24連接為一體，后連桿30通過鉸銷31連接前連桿32的一端，前連桿32的另一端通過鉸銷33連接滑塊16。
實施例4如圖6所示與實施例3不同的是螺母通過五柱銷肘桿機構(gòu)連接滑塊。五柱銷肘桿機構(gòu)是指螺母22與十字頭23連接為一體，十字頭23與中間桿26通過鉸銷25連接，中間桿26通過鉸銷27連接后連桿34，后連桿34通過鉸銷29連接撐座28，撐座28與固定橫梁24連接為一體，后連桿34通過鉸銷31連接前連桿32的一端，前連桿32的另一端通過鉸銷33連接滑塊16。
實施例5如圖7所示與實施例3不同的是螺母22通過四柱銷單肘桿機構(gòu)連接滑塊。四柱銷單肘桿機構(gòu)是指螺母22與連接板35連接為一體，連接板35與中間桿26通過鉸銷25連接，中間桿26通過鉸銷31連接后連桿30，后連桿30通過鉸銷29連接固定橫梁24，后連桿30通過鉸銷31連接前連桿32的一端，前連桿32的另一端通過鉸銷33連接滑塊16。
實施例6如圖8所示與實施例1不同的是開關(guān)磁阻調(diào)速電機1通過花鍵傳動連接螺桿?；ㄦI軸42套在螺桿41一端內(nèi)，花鍵軸42與螺桿41花鍵滑動配合，螺母43與螺桿41螺旋副傳動，螺母43固定于機身39上，滑塊38與螺桿41連接為一體。
本實用新型的數(shù)控滑塊裝置的原理是在工控微計算機上分段或不分段輸入和設(shè)定滑塊運動時間t、位移s、速度v的三個參數(shù)中的任兩個的數(shù)值，工控微計算機根據(jù)公式(1)-(7)計算出開關(guān)磁阻調(diào)速電動機的角位移α和角速度ω；α=2πsh,---(1)]]>v=st---(2)]]>ω=2πhv=2πsht---(3)]]>ω0＝iω(4)s=L1cosθ+L21-λ2sin2θ---(5)]]>
式中α為螺桿角位移的位置(rad)；ω為螺桿角速度(rad/s)；s為滑塊運動位移(m)；v為滑塊運動速度(m/s)；h為螺桿螺紋的導程(m)；i為傳動比，ω0為開關(guān)磁阻調(diào)速電動機角速度，h為螺桿螺紋的導程，t為運動時間，L1為后連桿的長度，L2為前連桿的長度，L3為中間桿長度，L4為柱銷27、29之間的連桿長度，λ為連桿系數(shù)，λ=L1L2,]]>θ為后連桿與柱銷29、33連線之間的夾角，γ為后連桿上柱銷27、31相對柱銷29的夾角，為中間桿相對于柱銷29、33連線之間的夾角，e為柱銷25、29之間垂直于柱銷29、33連線的距離，sA為螺母位移。
在鍵盤和觸摸屏上設(shè)置(1)點動按鈕，(2)手動按鈕，(3)自動按鈕。
工作過程如下在工控微計算機上輸入和設(shè)定滑塊運動的時間t、位移s或速度v的數(shù)值，工控微計算機根據(jù)公式α=2πsh,]]>ω=2πsht,]]>計算出開關(guān)磁阻調(diào)速電動機的角位移和角速度，按下點動按鈕，電動機啟動點動狀態(tài)，滑塊慢速運動，松開按鈕，動作停止。按下手動按鈕，當按下手動按鈕時，滑塊慢速運動，直到完成位移量s為止，動作停止。按下自動按鈕，滑塊按設(shè)定時間t、位移s或速度v值一個工作循環(huán)接一個工作循環(huán)自動進行下去。
實施例3、實施例4的工作原理和過程與實施例1的工作原理和過程類似。不同的是工控微計算機根據(jù)公式(1)、(2)、(3)、(5)、(6)、(7)，計算出開關(guān)磁阻調(diào)速電動機的角位移和角速度。
屏幕通過圖形動畫及菜單顯示輸入運行數(shù)據(jù)所設(shè)定的參數(shù)和過程參數(shù)及過程變化曲線，顯示屏的級聯(lián)菜單實時顯示開關(guān)磁阻調(diào)速的運動時間和角位移量、角速度，滑塊運動時間和位移量、速度。
電機控制器U2選用為SRD系列。工控微計算機U3可選用IPC610-P4 2.0/256M/40G工作平臺，也可用微處理器(CPU)、單片機、可編程計算機、可編程控制器(PLC)等具有計算處理功能的單元來代替。顯示屏U5可選用觸摸式顯示屏。顯示屏、鍵盤、工控微計算機和控制器也可集成為一箱體。聯(lián)軸器可選用剛性聯(lián)軸器。也可用行程開關(guān)和時間繼電器來輔助控制。
本實用新型的數(shù)控滑塊裝置可用于注射機、注射成型機、注塑機、壓制成型機、壓鑄機、壓力機和機床等。
權(quán)利要求1.數(shù)控滑塊裝置，其特征在于設(shè)置開關(guān)磁阻調(diào)速電動機，開關(guān)磁阻調(diào)速電動機通過傳動機構(gòu)連接螺桿，螺桿與螺母螺旋副傳動，螺母通過傳動機構(gòu)連接滑塊，開關(guān)磁阻調(diào)速電動機連接電動機控制器，電動機控制器連接工控微計算機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控滑塊裝置，其特征在于所述的開關(guān)磁阻調(diào)速電動機通過傳動機構(gòu)連接螺桿，其傳動機構(gòu)是指聯(lián)軸器、齒輪傳動、皮帶傳動、鏈傳動、蝸輪蝸桿傳動或花鍵傳動中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控滑塊裝置，其特征在于所述的螺母通過傳動機構(gòu)連接滑塊是指螺母通過四柱銷肘桿機構(gòu)連接滑塊、螺母通過五柱銷肘桿機構(gòu)連接滑塊或螺母直接連接滑塊中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)控滑塊裝置，其特征在于所述的螺母通過五柱銷肘桿機構(gòu)連接滑塊是指螺母與十字頭(23)連接為一體，十字頭(23)與中間桿(26)通過鉸銷(25)連接，中間桿(26)通過鉸銷(27)連接后連桿(34)，后連桿(34)通過鉸銷(31)連接前連桿(32)的一端，后連桿(34)通過鉸銷(29)連接撐座(28)的一端，前連桿(32)的另一端通過鉸銷(33)連接滑塊(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)控滑塊裝置，其特征在于所述的螺母通過四柱銷肘桿機構(gòu)連接滑塊是指中間桿(26)通過鉸銷(25)連接十字頭，中間桿(26)通過鉸銷(31)連接后連桿(30)，后連桿(30)通過鉸銷(31)連接前連桿(32)的一端，后連桿(30)通過鉸銷(29)連接撐座(28)的一端，前連桿(32)的另一端通過鉸銷(33)連接滑塊(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控滑塊裝置，其特征在于所述的花鍵傳動是指花鍵軸(42)套在螺桿(41)一端內(nèi)，花鍵軸(42)與螺桿(41)花鍵滑動配合，螺母(43)與螺桿(41)螺旋副傳動，螺母固定在機身(39)上。
專利摘要數(shù)控滑塊裝置，屬于機械設(shè)備領(lǐng)域，設(shè)置開關(guān)磁阻調(diào)速電動機，開關(guān)磁阻調(diào)速電動機通過傳動機構(gòu)連接螺桿，螺桿與螺母螺旋副傳動，螺母通過傳動機構(gòu)連接滑塊，開關(guān)磁阻調(diào)速電動機連接電動機控制器，電動機控制器連接工控微計算機。由開關(guān)磁阻調(diào)速電動機驅(qū)動，可以數(shù)控電動機的角位移和角速度，使得實現(xiàn)上述方法的滑塊裝置具有位移、速度可數(shù)字化無級調(diào)控、可靠性高等優(yōu)點。
文檔編號F16H25/12GK2872445SQ200620081609
公開日2007年2月21日 申請日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月7日
發(fā)明者趙婷婷, 賈明全, 丁慎言, 張正團 申請人:山東科匯電氣股份有限公司