一种轴控运动控制结构

文档序号:67387 发布日期:2021-10-01 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 一种轴控运动控制结构 (Shaft control motion control structure ) 是由 谢曦宇 张兴斌 史丹丹 余海龙 庞博 邓松辉 于 2021-07-28 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种轴控运动控制结构,包括第一旋转台和第一组件,所述第一旋转台可围绕Z轴自转,且所述第一旋转台用于带动所述第一组件旋转,所述第一组件包括横梁和第二组件,所述横梁平行于Y轴,所述第二组件可沿着所述横梁的轴向方向移动,所述第二组件包括垂直梁和第三组件,所述垂直梁平行于Z轴,所述第三组件可沿着所述垂直梁的轴向移动,所述第三组件包括第二旋转台和激光器,所述激光器安装于所述第二旋转台上,所述第二旋转台可围绕X轴自转,所述第二旋转台用于带动所述激光器转动以调节角度。(The invention provides a shaft control motion control structure which comprises a first rotating table and a first assembly, wherein the first rotating table can rotate around a Z axis and is used for driving the first assembly to rotate, the first assembly comprises a cross beam and a second assembly, the cross beam is parallel to a Y axis, the second assembly can move along the axial direction of the cross beam, the second assembly comprises a vertical beam and a third assembly, the vertical beam is parallel to the Z axis, the third assembly can move along the axial direction of the vertical beam, the third assembly comprises a second rotating table and a laser, the laser is installed on the second rotating table, the second rotating table can rotate around the X axis, and the second rotating table is used for driving the laser to rotate so as to adjust the angle.)

一种轴控运动控制结构

技术领域

本发明涉及传动装置

技术领域

,尤其涉及一种轴控运动控制结构。

背景技术

激光设备通常应用于激光加工和激光清洗中,其本质上均是通过传动组件带动激光发射器移动,根据移动路径实现不同的清洗或加工目的。

然而现有的激光器配备的传动组件大都是机械臂驱动,难以满足多样化的产品结构和要求,现有的解决方式往往是直接通过设计复杂的轨道路径,虽然也能实现加工/清洗目的,但是对运行成本以及编程难度的提升也相对较高,因此需要一种能够兼容产品组种类多且轨迹编程相对较为简单的轴控运动控制结构。

发明内容

本发明提供了一种轴控运动控制结构,旨在解决背景技术中提及的技术问题。

本发明提供了一种轴控运动控制结构,包括第一旋转台和第一组件,所述第一旋转台可围绕Z轴自转,且所述第一旋转台用于带动所述第一组件旋转,所述第一组件包括横梁和第二组件,所述横梁平行于Y轴,所述第二组件可沿着所述横梁的轴向方向移动,所述第二组件包括垂直梁和第三组件,所述垂直梁平行于Z轴,所述第三组件可沿着所述垂直梁的轴向移动,所述第三组件包括第二旋转台和激光器,所述激光器安装于所述第二旋转台上,所述第二旋转台可围绕X轴自转,所述第二旋转台用于带动所述激光器转动以调节角度。

进一步的,还包括双轴传动组件,所述双轴传动组件与所述第一旋转台相连接,所述双轴传动组件用于带动所述第一旋转台沿X轴和/或Y轴移动。

进一步的,所述双轴传动组件包括第一轴向传动机构和第二轴向传动机构,所述第一轴向机构用于带动所述第二轴向传动机构沿着X轴和Y轴中的任一项,所述第二轴向传动机构用于带动所述第一旋转台沿着X轴和Y轴中的另一项移动。

进一步的,还包括配重组件,所述第一轴向传动机构设于所述第二轴向传动机构的一侧,所述配重组件设于所述第二轴向传动机构相对的另一侧。

进一步的,所述第一组件包括两组所述第二组件,两组所述第二组件分别位于所述第一组件的两端。

进一步的,所述第一旋转台和所述横梁的中心轴重合,当所述第一旋转台围绕Z轴自转时,所述横梁同样围绕Z轴自转。

进一步的,所述激光器上还设有测距感应器,且所述测距感应器的发射方向平行于所述激光器的出光方向。

进一步的,所述横梁上设有第一轨道,所述第二组件还包括与所述第一轨道相配合的第一滑块,所述第一滑块与所述垂直梁相对固定连接。

进一步的,所述垂直梁上设有第二轨道,所述第三组件还包括与所述第二轨道相配合的第二滑块,所述第二滑块与所述第二旋转台相连接,且所述第二旋转台可相对所述第二滑块转动。

本发明通过设置第一旋转台和第一组件,第一旋转台可自转以带动第一组件转动,实现激光可形成圆形路径,利用设置第一旋转台的方式以使得结构紧凑,节约一个轴的设计空间;本发明还通过将第一组件设置为横梁和第二组件,且第二组件可沿着横梁移动;将第二组件设置为垂直梁和第三组件,且第三组件科研者垂直梁移动;将第三组件设置为第二旋转台,第二旋转台可自转以带动激光器转动调节角度,实现Y轴、Z轴、绕X轴和绕Z轴的多轴联动,且通过第二旋转台对激光出光角度进行精准控制,实现不同产品、不同曲面的激光作业要求。

附图说明

图1是本发明提供的一实施例的轴控运动控制结构的整体结构示意图。

图2是图1实施例的一角度的结构示意图。

图3是图1实施例的另一角度的结构示意图。

图4是图1实施例应用于清洗第一类型产品的加工示意图。

图5是图1实施例应用于清洗第二类型产品的加工示意图。

图6是图1实施例应用于清洗第二类型产品的加工示意图。

图7是图1实施例应用于清洗第三类型产品的加工示意图。

图8是图1实施例应用于清洗第三类型产品的加工示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。可以理解的是,附图仅仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制。附图中显示的连接关系仅仅是为了便于清晰描述,并不限定连接方式。

需要说明的是,当一个组件被认为是“连接”另一个组件时,它可以是直接连接到另一个组件,或者可能同时存在居中组件。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。

还需要说明的是,本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1-3,本发明提供了一种轴控运动控制结构100,包括第一旋转台10和第一组件,所述第一旋转台10可围绕Z轴自转,且所述第一旋转台10用于带动所述第一组件旋转,所述第一组件包括横梁20和第二组件,所述横梁20平行于Y轴,所述第二组件可沿着所述横梁20的轴向方向移动,所述第二组件包括垂直梁30和第三组件,所述垂直梁30平行于Z轴,所述第三组件可沿着所述垂直梁30的轴向移动,所述第三组件包括第二旋转台40和激光器50,所述激光器50安装于所述第二旋转台40上,所述第二旋转台40可围绕X轴自转,所述第二旋转台40用于带动所述激光器50转动以调节角度。

本发明通过设置第一旋转台10和第一组件,第一旋转台10可自转以带动第一组件转动,实现激光可形成圆形路径,利用设置第一旋转台10的方式以使得结构紧凑,节约一个轴的设计空间;本发明还通过将第一组件设置为横梁20和第二组件,且第二组件可沿着横梁20移动;将第二组件设置为垂直梁30和第三组件,且第三组件科研者垂直梁30移动;将第三组件设置为第二旋转台40,第二旋转台40可自转以带动激光器50转动调节角度,实现Y轴、Z轴、绕X轴和绕Z轴的多轴联动,且通过第二旋转台40对激光出光角度进行精准控制,实现不同产品、不同曲面的激光作业要求。

如图2所示,本发明的一种实施例中,所述第一组件包括两组所述第二组件,两组所述第二组件分别位于所述第一组件的两端,两组所述第二组件可沿着所述横梁20相向运动进而更好的调节。

本发明的一种实施例中,所述第一旋转台10和所述横梁20的中心轴重合,当所述第一旋转台10围绕Z轴自转时,所述横梁20同样围绕Z轴自转;本实施例中通过设置所述第一旋转台10和所述横梁20的中心轴重合,以使得两组激光光束可围绕Z轴转动形成完整的圆形,在将两组激光光束设置为关于Z轴对称时可利用两组激光光束叠加旋转180度即可完成一周的清洗以提高效率;也可以调节两组激光光束的高度差,从而实现一次圆周转动实现两个不同平面的清洗而提高效率。

在上述实施例的基础上,通过设置所述第一旋转台10和所述横梁20的中心轴重合的基础上,还可以设置两个所述激光器50对应设置不同功率和/或不同种类的激光光束,即可实现复合清洗的效果。此结构可兼容单、双激光光路的切换使用,兼容产品组种类多、轨迹编程方便、产品录入方便,更好的满足设计需求和对设计成本的控制。

优选的,所述激光器50上还设有测距感应器(未在图中标识),且所述测距感应器的发射方向平行于所述激光器50的出光方向;本实施例中在激光器50上设置测距感应器,利用测距感应器获取的距离数据信息以反馈到控制系统,再由控制系统根据数据信息来调控轴控传动结构,既可以实现调节激光器50出光对准产品中心,也可以根据距离数据信息来测定清洗的效果。

本实施例中,所述横梁20上设有第一轨道,所述第二组件还包括与所述第一轨道相配合的第一滑块,所述第一滑块与所述垂直梁30相对固定连接。

本实施例中,所述垂直梁30上设有第二轨道,所述第三组件还包括与所述第二轨道相配合的第二滑块,所述第二滑块与所述第二旋转台40相连接,且所述第二旋转台40可相对所述第二滑块转动。

本发明的一种实施例中,所述轴控运动控制结构100还包括双轴传动组件60,所述双轴传动组件60与所述第一旋转台10相连接,所述双轴传动组件60用于带动所述第一旋转台10沿X轴和/或Y轴移动;本实施例中通过设置双轴传动组件60以控制轴控运动控制机构的中心轴穿过产品中心位置,当将第一旋转台10的中心轴设置为与产品中心位置重叠后,即可根据产品类型调节横梁20、垂直梁30、第二旋转台40以实现多类型产品的加工,其中激光器50相对于横梁20的位置即是圆周的半径,激光器50相对于垂直梁30的位置即是圆周所在的水平面位置,第二旋转台40调节的角度即是待清洗面相对于水平面的角度。

进一步的,所述双轴传动组件60包括第一轴向传动机构61和第二轴向传动机构62,所述第一轴向机构用于带动所述第二轴向传动机构62沿着X轴和Y轴中的任一项,所述第二轴向传动机构62用于带动所述第一旋转台10沿着X轴和Y轴中的另一项移动。

本实施例中,所述第一轴向传动机构61包括第三轨道以及与所述第三轨道相配合的第三滑块,所述第二轴向传动机构62包括第四轨道以及与所述第四轨道相配合的第四滑块,所述第三滑块与所述第二轴向传动机构62相连接,所述第四滑块与所述第一旋转台10相连接。

如图3所示,本发明的一种实施例中,所述轴控运动控制结构100还包括配重组件70,所述第一轴向传动机构61设于所述第二轴向传动机构62的一侧,所述配重组件70设于所述第二轴向传动机构相对的另一侧;本实施例中由于第一轴向传动机构61设于第二轴向传动机构62的一侧,通过增加配重以维持平衡的方式,从而避免第二轴向传动机构仅受到一侧的压力而容易导致断裂的情形。

应当提及的是,本发明中提及的X轴、Y轴和Z轴为空间直角坐标系,其中X轴和Y轴均平行于水平面,Z轴垂直于水平面,本发明中横梁20与Y轴平行,垂直梁30与Z轴平行,第一旋转台10绕Z轴转动,第二旋转台40绕X轴转动,且图1-3中均标注有相应的轴向说明。

第一实施方式

如图4所示,当待清洗产品的清洗面为环状的弧形面时,控制所述第一轴向传动机构61和所述第二轴向传动机构62以使得所述第一旋转台10的中心轴与产品中心位置重合,调节所述激光器50相对于所述垂直梁30的高度,转动所述第二旋转台40以使得激光光束正对于待清洗面,此时所述第一旋转台10自转以带动激光光束的扫描路径即为带清洗面。

第二实施方式

如图5-6所示,当待清洗产品的清洗面为内壁面和内底面时,控制所述第一轴向传动机构61和所述第二轴向传动机构62以使得所述第一旋转台10的中心轴与产品中心位置重合,通过调节所述第二旋转台40以使所述激光器50垂直朝下并正对于内底面,所述第一旋转台10自转带动激光光束完成清洗后再将第二组件朝中心轴方向移动以缩小旋转半径,然后所述第一旋转台10自转直至将整个内底面清洗完毕。

当待清洗产品的清洗面的内壁面宽度相对较大时,通过控制所述第二旋转台40以使所述激光器50朝远离中心轴的方向转动,即形成外扩形的扫描形式,所述第一旋转台10旋转180度即可完成一周的清洗;通过调节第三组件相对于垂直梁30的位置以调节激光光束的垂直高度,直至完成全部高度的内壁面的清洗。

第三实施方式

如图7-8所示,当待清洗产品的清洗面为内壁面,且待清洗产品的清洗面的内壁面宽度相对较小时,通过控制所述第二旋转台40以使所述激光器50朝靠近中心轴的方向转动,即形成交叉形的扫描形式,避免两个所述第二组件距离过近相互干涉的情形,所述第一旋转台10旋转180度即可完成一周的清洗;通过调节第三组件相对于垂直梁30的位置以调节激光光束的垂直高度,直至完成全部高度的内壁面的清洗。

当待清洗产品的清洗面为外周面时,先通过调节所述第二组件在所述横梁20上的位置,再通过控制所述第二旋转台40以使所述激光器50平行于所述横梁20,从而激光光束正对于待清洗的外周面,所述第一旋转台10旋转180度即可完成一周的清洗;通过调节第三组件相对于垂直梁30的位置以调节激光光束的垂直高度,直至完成全部高度的外周面的清洗。

由图4-图8中三种不同类型的产品以及不同类型的待清洗面可以看出,通过双轴传动组件60将第一旋转台10的中心轴正对于待清洗产品的中心,利用调节第二组件在横梁20的位置(即激光器50相对于横梁20的位置)以实现调节扫描圆周的半径,利用调节第三组件在垂直梁30的位置(即激光器50相对于垂直梁30的位置)以实现调节扫描圆周所处水平面高度,利用调节第二旋转台40的转动角度以实现扫描不规则面;而利用第一旋转台10的自转从而使得激光光束围绕中心轴(即是产品的中心位置)转动进行圆周扫描。

当然在其他类型的待清洗面中,例如并非圆周形的带清洗面时,特也可通过调节激光器50相对于垂直梁30的位置、激光器50相对于横梁20的位置和第二旋转台40的转动角度中的任一项来实现扫描清洗。

本申请的说明书和权利要求书中,词语“包括/包含”和词语“具有/包括”及其变形,用于指定所陈述的特征、数值、步骤或部件的存在,但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数值、步骤、部件或它们的组合。

本发明的一些特征,为阐述清晰,分别在不同的实施例中描述,然而,这些特征也可以结合于单一实施例中描述。相反,本发明的一些特征,为简要起见,仅在单一实施例中描述,然而,这些特征也可以单独或以任何合适的组合于不同的实施例中描述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包括在本发明的保护范围之内。

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