一种精密滑台气缸

文档序号:82989 发布日期:2021-10-08 浏览:50次 >En<

阅读说明:本技术 一种精密滑台气缸 (Accurate slip table cylinder ) 是由 龙腾 于 2021-07-08 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种精密滑台气缸。所述精密滑台气缸包括精密滑台气缸座,用于滑台气缸其他部件的安装;所述精密滑台气缸座的侧面固定连接有伸缩气缸,用于提供整个滑台气缸的动力;所述伸缩气缸的输出端固定连接有浮动接头,用于将伸缩气缸的动力传递至精密滑台气缸滑台。本发明提供的精密滑台气缸具有完全理想的受力模型,使得精密滑台气缸的精度非常的高,导轨本身的运动方向跟轨道与滑台受力方向重合,所以导轨不再受附加力矩,气缸输出力与限位缓冲器所受力完全重合抵消,这样滑台就不再会出现左右偏摆,保证了精密滑台的重复位置精度。(The invention provides a precision sliding table cylinder. The precision sliding table cylinder comprises a precision sliding table cylinder seat used for installing other parts of the sliding table cylinder; the side surface of the precise sliding table cylinder seat is fixedly connected with a telescopic cylinder and used for providing power for the whole sliding table cylinder; the output end of the telescopic cylinder is fixedly connected with a floating joint for transmitting the power of the telescopic cylinder to the precision sliding table cylinder sliding table. The precision sliding table cylinder provided by the invention has a completely ideal stress model, so that the precision of the precision sliding table cylinder is very high, the motion direction of the guide rail is overlapped with the stress direction of the rail and the sliding table, the guide rail is not subjected to additional moment, the output force of the cylinder is completely overlapped and offset with the stress of the limiting buffer, and the sliding table does not swing left and right, so that the precision of the repeated position of the precision sliding table is ensured.)

一种精密滑台气缸

技术领域

本发明涉及滑台气缸

技术领域

,尤其涉及一种精密滑台气缸。

背景技术

目前市场上有着各种类型,各种缸径的滑台气缸,其基本结构都是气缸部分,导轨导向部分,还有前后限位部分组成,它由气缸提供动力,导轨部分进行导向和平衡附加力矩,再由前后限位来确定气缸移动的位置,在一般的自动化设计领域,市面上各个公司的标准滑台气缸就能满足需求,但是在需要长寿命,高精密,重油污的场合,市面上的滑台气缸就无法满足设计需求。

现有的滑台气缸如图1所示,由导轨1、滚动机构2和滑块3组成,使用时存在以下不足之处:

1.使用精度有限,由于市面上各种类型的滑台气缸基本上都是气缸输出力无法与限位的阻挡力完全抵消,以市面上一款典型的滑台气缸为例,它会产生左右方向和上下方向的两个附加力矩M1,M2(参考图1),需要滑台气缸的导轨1、滚动机构2和滑块3来平衡此部分产生的附加力矩,滑台气缸往返所受力矩的方向相反,由于滚珠滑块是一种运动副,这样必然导致滑台气缸在受附加力矩方向反复偏摆,造成滑台气缸的精度降低,在一般的自动化设计领域这可能不会是一个多么严重的问题,但是在高精度测量领域,滑台气缸往复偏摆对测量结果有着巨大的影响,偏摆值就已经超出测量误差范围,使得测量结果不准确;

2.无法在重油污的环境中使用,由于市面上各种滑台气缸的导轨部分基本上都是裸露的(参考图1),这样会导致各种杂质进入到导轨1、滚动机构2 和滑块3里面,比如磨屑,钨钢粉,使得导轨1、滚动机构2和滑块3被磨损,严重的直接将导轨1、滚动机构2和滑块3部分卡死,气缸无法在进行工作,即使能够运动,由于导向用的导轨1、滚动机构2和滑块3被磨损,精度无法保持,气缸受到功能性损坏只能报废;

3.寿命不高,由于上述1,2两点即使滑台气缸可以短时间内使用,用不了多长时间气缸精度不在,为了保证测量的精准性只能更换新的滑台气缸,一般极短的时间内损坏都是由于导轨1、滚动机构2和滑块3里面进入杂质导致,时间相对较长则是由滑台导轨1、滚动机构2和滑块3反复受到附加力矩,导致滑台精度变差进而报废,因此目前市面上存在的精密滑台气缸不适用于机床等环境存在杂质,油污却需要保证滑台高精度的场合;

4.交货货期长,成本高昂,市面上流行的滑台气缸一般原厂地是日本或中国台湾产,这样一来导致交货时间无法确定,并且成本高昂,使得生产无法按照计划进行。

因此,有必要提供一种精密滑台气缸解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种精密滑台气缸,解决了滑台气缸在精密测量以及洁净度不高的场合中的使用易发生偏移和磨损的问题。

为解决上述技术问题,本发明提供的精密滑台气缸包括精密滑台气缸座,用于滑台气缸其他部件的安装;所述精密滑台气缸座的侧面固定连接有伸缩气缸,用于提供整个滑台气缸的动力;所述伸缩气缸的输出端固定连接有浮动接头,用于传递伸缩气缸的动力;所述浮动接头的一端连接有精密滑台气缸滑台,用于安装功能部分;所述精密滑台气缸座的内侧固定连接有滚珠滑块,用于承受和抵消不沿滚珠滑块运动方向的所有力;所述精密滑台气缸滑台的内侧设置有滚珠导轨,用于配合滚珠滑块的导向跟滑动;所述精密滑台气缸座的一端固定连接有缓冲限位器,用于对精密滑台气缸滑台进行缓冲,定位和位置微调。

优选的,所述伸缩气缸上设置有两组调速阀,用于进出压缩空气提供动力和调节气流的大小。

优选的,所述伸缩气缸上设置有两个磁性传感器,用于感应气缸是否运动到位。

优选的,所述伸缩气缸的输出轴与所述缓冲限位器在完全重合的水平线上,所述精密滑台气缸滑台的内侧开设有两组导轨滚道。

优选的,两组所述导轨滚道对称分布在水平线两侧,用于对滑台进行导向。

优选的,所述精密滑台气缸滑台的下表面与所述精密滑台气缸座的内表面为一细小的间隙配合,起到保护和密封的作用,阻止杂质和切削液进入到精密滑台气缸滑台内腔,进而损坏里面的导轨,滚珠跟滑块。

优选的,所述精密滑台气缸滑台的顶部设置有多个安装孔,用于安装功能部分。

优选的,所述滚珠滑块密封安装于所述精密滑台气缸滑台的内腔,所述精密滑台气缸座的内壁设置有凸台。

优选的,所述凸台的顶部与所述滚珠滑块的底部固定连接,并且凸台两侧的长度小于所述滚珠滑块两侧的长度。

优选的,所述滚珠滑块上的滚珠导轨和滚珠滑块倒置,滚珠导轨装在精密滑台气缸滑台上,而滚珠滑块装在精密滑台气缸座的凸台上,用于缩小精密滑台气缸的长度。

与相关技术相比较,本发明提供的精密滑台气缸具有如下有益效果:

本发明提供一种精密滑台气缸,完全理想的受力模型,使得精密滑台气缸的精度非常的高,导轨本身的运动方向跟轨道与滑台受力方向重合,所以导轨不再受附加力矩,气缸输出力与限位缓冲器所受力完全重合抵消,这样滑台就不再会出现左右偏摆,保证了精密滑台的重复位置精度;将滚珠滑块设置于精密滑台气缸滑台内腔,并且在密滑台气缸座设置有凸台,将滚珠滑块安装在此凸台上,杜绝了切削液及外来杂质进入滚珠滑块的滚道内,从而保证了滑台气缸的寿命与精度。

附图说明

图1为现有的一种典型滑台气缸的示意图;

图2为本发明提供的精密滑台气缸的应用实施例的示意图;

图3为本发明提供的精密滑台气缸的整体三维图;

图4为图3所示的精密滑台气缸的结构剖视图;

图5为精密滑台气缸滚珠滑块的轨道沿滑台气缸中心线设计的结构示意图;

图6为精密滑台气缸的气缸输出轴,滚珠滑块的轨道和缓冲器设置在同一直线上的结构示意图;

图7为图3所示的精密滑台气缸的俯视图的结构示意图;

图8为图7所示的整体的截面图。

图中标号:

1、导轨;

2、滚动机构;

3、滑块;

4、前后调节滑台;

5、上下调节滑台;

6、精密滑台气缸,61、精密滑台气缸座,611、凸台,612、避空安装槽, 62、伸缩气缸,621、调速阀,622、磁性传感器,63、浮动接头,64、精密滑台气缸滑台,641、浮动卡槽,65、滚珠滑块,66、滚珠导轨,67、缓冲限位器,68、导轨滚道,69、螺丝;

7、测头防护罩;

8、数字传感测头;

9、测针。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8,其中,图1为现有的一种典型滑台气缸的示意图;图2为本发明提供的精密滑台气缸的应用实施例的示意图;图3为本发明提供的精密滑台气缸的整体三维图;图4为图3所示的精密滑台气缸的结构剖视图;图5为精密滑台气缸滚珠滑块的轨道沿滑台气缸中心线设计的结构示意图;图6为精密滑台气缸的气缸输出轴,滚珠滑块的轨道和缓冲器设置在同一直线上的结构示意图;图7为图3所示的精密滑台气缸的俯视图的结构示意图;图8为图7所示的整体的截面图。

实施例1:

如图2-6,一种精密滑台气缸6的应用实施例包括前后调节滑台4,所述前后调节滑台4上设置有上下调节滑台5,所述上下调节滑台5上设置有精密滑台气缸机构6,所述精密滑台气缸机构6的滑台上安装有数字传感侧头8,所述数字传感侧头8的外部安装有测头防护罩7,所述数字传感侧头8的检测端固定连接有测针9,用于精密的测量。

所述精密滑台气缸6包括精密滑台气缸座61,用于滑台气缸其他部件的安装,然后再将整个精密滑台气缸座61安装到其他位置;

所述精密滑台气缸座61的侧面固定连接有伸缩气缸62,用于提供整个滑台气缸的动力,控制滑台气缸的运动;

所述伸缩气缸62的输出端固定连接有浮动接头63,用于传递伸缩气缸62 的动力,动力传递到精密滑台气缸滑台64上,并且使滑台部分与气缸活塞部分可以相对浮动,避免刚性连接导致气缸活塞不均匀磨损或直接卡死;

所述浮动接头63的一端连接有精密滑台气缸滑台64,用于安装功能部分,然后将力与运动传递到功能部分,并具有定位的作用;

所述精密滑台气缸座61的内侧固定连接有滚珠滑块65,用于承受和抵消不沿滚珠滑块运动方向的所有力,滚珠滑块65部分作为导向部分,使得精密滑台气缸滑台只能沿滚珠滑块的运动方向进行运动,并且承受和抵消不沿滚珠滑块的运动方向的所有的力;

所述精密滑台气缸滑台64的内腔设置有滚珠导轨66,用于配合滚珠滑块 65的导向跟滑动;

所述精密滑台气缸座61的一端固定连接有缓冲限位器67,用于对精密滑台气缸滑台64进行缓冲和定位,吸收掉滑台末端运动的动能,并提供精准的限位点,使得滑台气缸动作能够平缓而精准。

参照图3,所述伸缩气缸62上设置有两组调速阀621,用于进出压缩空气提供动力,两个调速阀621用来进出压缩空气提供动力,并且还有分别用于气缸前进后退的调速。

所述伸缩气缸62上设置有两个磁性传感器622,用于感应气缸是否运动到位,用于感应气缸是否运动到位,用来给控制系统发送反馈信号,从而使整个滑台气缸更加安全的动作。

参照图5和图6,所述伸缩气缸62的输出轴与所述缓冲限位器67在完全重合的水平线上,所述滚珠导轨66的两侧开设有两组导轨滚道68。

两组所述导轨滚道68对称分布在水平线两侧用于导向。

从图5上看,伸缩气缸62的输出轴、缓冲限位器67在一条完全重合的水平线上,导轨滚道68对称分布在水平线两侧,所以此方向气缸力和限位器限位力完全抵消,导轨不受附加力。

从图6上看,伸缩气缸62的输出轴、导轨滚道68、缓冲限位器67在一条完全重合的水平线上,所以此方向气缸力和限位器限位力完全抵消,导轨不受附加力。

气缸受力从两个方向的投影处理气缸出力和限位器受力完全平衡的状态,这样的力学模型是最理想的;

而本滑台气缸就按照此理想模型进行设计,为了达到此受力模型,一端设置缓冲限位器67进行1u级别的精准定位,而另一端则直接设置伸缩气缸62,缩回去的时候使用气缸本身的限位,定位精度在5丝以内,由于大多数使用场合都是一端需要高精度定位,而另一端则只需要缩回限位即可,不需要高精度定位,例如高精度测量,因此此种力学模型的精密滑台在一端精密定位的场合是最优设计和选择。

所述精密滑台气缸滑台64的下表面与所述精密滑台气缸座61的内表面为一细小的间隙配合,起到保护和密封的作用,阻止杂质和切削液进入到精密滑台气缸滑台内腔,进而损坏里面的导轨,滚珠跟滑块,并且精密滑台气缸滑台 64的尺寸与所述精密滑台气缸座61的尺寸相适配。

所述精密滑台气缸滑台64的顶部设置有多个安装孔,用于对数字传感侧头8及其他功能部分的安装。

所述导轨滑块65密封安装于所述精密滑台气缸滑块64的内侧,所述精密滑台气缸座61的内壁固定连接有凸台611。

所述凸台611的顶部与所述导轨滑块65的底部固定连接,并且凸台611 侧面的高度小于所述导轨滑块65的高度。

凸台611两个侧面高度小于滑块高度,竖直方向使用时即使有极少量油污进入缝隙,也不会使油污与导轨滑块接触;

导轨滑块65固定在精密滑台气缸座61上面的凸台611上,高于缝隙面,水平使用即使有极少量油污进入缝隙,也不会使油污与导轨滑块接触。

所述导轨滑块65上的导轨和滑块反方向设置,用于缩小导轨和滑块安装的空间。

将导轨滑块65内置于精密滑台气缸滑块64里面,然后是精密滑台气缸座 61设计以凸台611用于安装滚珠滑块,凸台611两侧内缩,使得滑台气缸无论是水平还是竖直放置,导轨滑块65始终不会与渗漏进来的油污接触到,从实际效果来看,采用国外某一流品牌的滑台气缸,由于导轨滑块外露,一年以内的损坏率有10%左右,而使用此滑台气缸则至今无损坏记录,从而证明了该密封设计的成功和可靠性。

与相关技术相比较,本发明提供的精密滑台气缸具有如下有益效果:

完全理想的受力设计,使得精密滑台气缸的精度非常的高,由于导轨不再受负载力矩的影响,气缸输出力与限位缓冲器所受力完全重合抵消,且导轨本身的运动轨道与滑台受力完全重合,所以导轨不再受附加力矩,这样滑台就不再会出现左右偏摆,保证了精密滑台的重复位置精度,将滚珠滑块设置于精密滑台气缸滑台内腔,并且在密滑台气缸座设置有凸台,将滚珠滑块安装在此凸台上,杜绝了切削液及外来杂质进入滚珠滑块的滚道内,从而保证了滑台气缸的寿命与精度。

进一步的:

参照图7和图8,精密滑台气缸座61上开设有避空安装槽612;

精密滑台气缸滑台64上开设有浮动卡槽641;

伸缩气缸62采用薄型气缸,并且伸缩气缸62的输出端连接有螺丝69。

配合导轨和滑块的倒装结构,使用螺丝69和一体式浮动卡槽641取代浮动接头;

取消缩回端限位,直接用薄型气缸自身的限位结构进行限位,都使得此滑台气缸具有小尺寸和降低生产成本的作用,从而确保了该滑台气缸在保证使用功能的前提下在市场上的竞争力。

整体实现了:

结构简单,体积小,成本低廉,此滑台设计只用到了两个制作件,其他全部为可以买到的标准件,简单的设计结构可以尽量把体积做小,同一等级的产品越小的体积意味着更加广泛的应用场景,将滑台气缸尽量往运动方向上布局,使得除了长度方向,在宽度和高度方向的尺寸都具有非常明显的优势;大量标准品的使用使得滑台气缸的制作成本低廉,只有原有滑台1/4~1/5的成本,在性能方面得到提升的同时,低廉的制作成本大大提高了产品的竞争力。

以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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