本發(fā)明涉及一種精密驅(qū)動機構，特別涉及一種高精度直線模組及其控制方法。

背景技術：

直線模組最早是在德國開發(fā)使用的，市場定位在光伏設備，上下料機械手、裁移設備、涂膠設備和貼片設備等，這種機械手能給這些設備帶來的優(yōu)點有：單體運動速度快、重復定位精度高、本體質(zhì)量輕、占設備空間小、壽命長。因此直線模組運用的范圍一直在擴大，特別是高精度的位移場合。而近幾年在我國，直線模組的開發(fā)也快速發(fā)展，為我國的設備制造發(fā)展貢獻了不可缺少的功勞。

就當前廣泛使用的直線模組可分為2類型：同步帶型和絲桿型，其中絲桿型直線模組適用于精度要求更高的場合，因此對絲桿型直線模組的零部件本身和相互配合的精度要求更高。絲桿型直線模組的部件主要包括絲桿、滑塊、導軌和驅(qū)動電機等，但目前絲桿型直線模組的使用還存在以下的問題：

1.大多數(shù)的產(chǎn)品需要客戶自己分別采購絲桿、導軌和相關裝配件，隨后自己進行裝配，難以保證各個部件裝配的精度，并且裝配耗費時間較多；

2.現(xiàn)有的絲桿型直線模組中滑塊與直線導軌的接觸面為圓面，當絲桿帶動滑塊在直線導軌上運行時，滑塊與直線導軌的接觸為線接觸，不利于滑塊在直線導軌上的位置穩(wěn)定，使得滑塊運行精度難以保證，難于滿足絲桿型直線模組高精度運行的需求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有絲桿型直線模組大多是使用者自己采購相關零部件裝配，難以保證裝配精度、且裝配耗時較多，而現(xiàn)有絲桿型直線模組中滑塊與直線導軌的滑動接觸面為圓面形，難以保證滑塊運行穩(wěn)定性和精度的技術問題，提供一種高精度直線模組及其控制方法，該模組將各個部件組裝為一體，保證裝配精度和性能，并且將基座與滑塊的接觸面設置為平面結構的滑動面，提高滑塊運行的穩(wěn)定性，保證滑塊運行精度；在模組上設置的限位裝置能保證滑塊的運行安全。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術方案：

一種高精度直線模組，包括組裝為一體的絲桿、滑塊和基座，所述基座與滑塊的接觸面為平面結構的滑動面，且滑塊與基座相互配合設置有防偏結構，所述防偏結構用于限制滑塊偏離滑動方向，且在該模組上還設有限制滑塊滑動位置的限位裝置。

該模組將各個部件組裝為一體，保證裝配精度和性能，減少使用者自己裝配的時間；該模組將基座與滑塊的接觸面設置為平面結構的滑動面，將現(xiàn)有的圓面接觸模式改為平面接觸，大大增大接觸面，相對于圓面接觸的滑動面增強了滑塊運行的穩(wěn)定性，并且通過滑塊與基座相互配合設置的防偏結構，限制滑塊偏離滑動方向，更加保證滑塊運行的穩(wěn)定性，保證滑塊運行精度；在模組上設置的限位裝置更能保證滑塊的運行安全，防止滑塊與絲桿端部的驅(qū)動裝置或端蓋相撞，避免造成設備損壞，提高裝置使用壽命、節(jié)約成本。

作為優(yōu)選，所述基座上安裝有板狀結構的直線導軌，所述直線導軌包括用于滑塊滑動的滑動面，在直線導軌的側(cè)面還設有側(cè)滑槽。安裝在基座上的板狀結構的直線導軌，其滑動面實現(xiàn)與滑塊的平面接觸，保證滑塊運動精度，而直線導軌的側(cè)面設置的側(cè)滑槽，為防偏結構的一部分，配合滑塊上的限位設置，達到防偏目的。

作為優(yōu)選，所述滑塊下方連有與直線導軌相配合滑動的滑座，在滑座的滑動配合面上延伸有與側(cè)滑槽相配合的滑動凸條。在滑塊下方連接滑座作為滑動接觸部件，對滑塊進行保護，減少滑塊和基座的損壞，也便于加工和更換損壞部件，更好地控制滑動面的加工精度，進而保證滑塊的運行精確性；而滑座上設置的與側(cè)滑槽配合的滑動凸條，等于增加滑座與直線導軌的接觸面積，防止滑塊滑動時偏離滑動直線方向，相對于現(xiàn)有的圓面接觸的結構穩(wěn)定性大幅度提高，進而保證直線模組的運行穩(wěn)定性和運行精度。

作為優(yōu)選，所述側(cè)滑槽對稱設置在直線導軌的兩側(cè)面，對應地在滑座上設有對稱布置的一對滑動凸條，使滑座的下底面形成倒U形結構。在直線導軌的兩側(cè)面對稱設置側(cè)滑槽，對應在滑座上設置成對的滑動凸條，組成更為可靠的滑動結構和防偏結構，當滑座與直線導軌接觸時，滑座分別與直線導軌的滑動面、以及側(cè)滑槽接觸，形成三面接觸的滑動形式，進一步提高滑塊滑動的穩(wěn)定性，保證滑塊運行精度，即直線模組的運行穩(wěn)定性和精度。

作為優(yōu)選，所述基座為型材，在基座上與直線導軌對應設有相互平行的兩條滑道，兩條滑道之間的距離與直線導軌的尺寸相適應， 每個滑道的槽寬與滑座相適應。適應于滑座的結構，為滑座滑動提供空間。

作為優(yōu)選，所述滑塊上設有絲桿安裝孔，所述絲桿安裝孔為臺階孔，即第一臺階孔和第二臺階孔，所述第一臺階孔的直徑大于第二臺階孔的直徑，所述第一臺階孔延伸至滑塊本體的端面，即法蘭安裝端面，所述法蘭安裝端面上設置有用于安裝絲桿法蘭的法蘭連接孔。在滑塊上設置的絲桿安裝孔為臺階孔，便于安裝絲桿法蘭，即將法蘭與絲桿的接觸端面延伸進入第一臺階孔內(nèi)，增加法蘭與絲桿螺母的接觸面，增加滑塊的使用壽命；達到比較好的滑動效果，絲桿與導軌的平行度好，增加滑塊的使用壽命。

作為優(yōu)選，在基座的兩端分別連有端蓋和用于驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置為電機，所述電機與基座相連。

作為優(yōu)選，所述限位裝置為限位開關。所述限位開關與電機的控制開關相連，當滑塊位置達到限位開關位置時，強制斷電，保護滑塊，以免滑塊與電機或端蓋相撞。

作為優(yōu)選，在靠近電機的絲桿上配設有彈性聯(lián)軸器。增設緩沖作用的彈性聯(lián)軸器，起到減振和提高軸系動態(tài)性能的作用，減小絲桿的回程間隙，保證直線模組的運行精度。

作為優(yōu)選，在直線導軌上還連有用于支撐絲桿的支撐板，所述支撐板上與絲桿對應設有絲桿支撐孔，并在絲桿支撐孔內(nèi)設有限制軸承軸向運動的限位部。該支撐板對絲桿進行支撐，增加絲桿的穩(wěn)定支撐點，增加整個直線模組可適應的推力范圍；并絲桿安裝孔內(nèi)增設限制軸承軸向運動的限位部，減小或消除絲桿的回程間隙，保證直線模組的運行精準性。

作為優(yōu)選，所述端蓋上與絲桿對應設有端蓋支撐孔，所述端蓋支撐孔為臺階孔，其中大徑孔延伸至靠近滑塊的端蓋端面上，所述小徑孔的直徑小于絲桿軸承的直徑。該絲桿端蓋通過將絲桿安裝孔設置為臺階孔，且靠近滑塊的端蓋端面?zhèn)鹊目讖礁?，即用于安裝絲桿軸承的大徑孔，而將小徑孔的直徑設為比絲桿軸承的直徑小，在絲桿、絲桿軸承和該絲桿端蓋組合后，在絲桿轉(zhuǎn)動帶動滑塊運動、或者當直線模組設置在豎直方向、傾斜方向時，通過絲桿軸承負載，且能通過小徑孔限制軸承的位置，防止軸承掉落。

作作為優(yōu)選，所述端蓋上還設有用于與直線導軌連接的基座連接孔，所述基座連接孔位于端蓋支撐孔下方。

根據(jù)上述的高精度直線模組的產(chǎn)品，現(xiàn)提供一種其控制的方法：

一種高精度直線模組的控制方法，包括以下步驟：

(1)首先在滑塊上安裝需要精密控制的運行部件；

(2)然后啟動驅(qū)動裝置驅(qū)動絲桿旋轉(zhuǎn)，帶動滑塊運行，進而帶動運行部件到達指定位置；

(3)當滑塊位置達到限位開關位置時，限位開關強制斷電，停止滑塊運行；

(4)在滑塊運行過程中，彈性聯(lián)軸器減小絲桿的回程間隙，保證直線模組運行。

該控制方法利用高精度直線模組帶動運行部件運動，由于其滑座與導軌的接觸面設置為平面結構的滑動面，且設置有防偏結構，使得運行部件運行穩(wěn)定、運行精度高；而限位開關的設置保證滑塊的運行安全，防止滑塊與絲桿端部的零部件相撞，避免造成設備損壞，在絲桿驅(qū)動裝置端設置的彈性聯(lián)軸器，起到減振和提高軸系動態(tài)性能的作用，減小絲桿的回程間隙，使得在模組運行過程中對運行部件的控制精度高，滿足設備高精度操作的需求。

作為優(yōu)先，所述滑座上的滑動凸條與直線導軌的側(cè)滑槽配合安裝，在基座上對應與滑座設置有用于滑動的滑道?；显O置的滑道適應于滑座的結構，為滑座滑動提供空間，便于滑座與直線導軌的配合安裝。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：

1、該模組將各個部件組裝為一體，保證裝配精度和性能，減少使用者自己裝配的時間；該模組將基座與滑塊的接觸面設置為平面結構的滑動面，將現(xiàn)有的圓面接觸模式改為平面接觸，大大增大接觸面，相對于圓面接觸的滑動面增強了滑塊運行的穩(wěn)定性，并且通過滑塊與基座相互配合設置的防偏結構，限制滑塊偏離滑動方向，更加保證滑塊運行的穩(wěn)定性，保證滑塊運行精度；在模組上設置的限位裝置更能保證滑塊的運行安全，防止滑塊與絲桿端部的驅(qū)動裝置或端蓋相撞，避免造成設備損壞，提高裝置使用壽命、節(jié)約成本；

2、安裝在基座上的板狀結構的直線導軌，其滑動面實現(xiàn)與滑塊的平面接觸，保證滑塊運動精度，而直線導軌的側(cè)面設置的側(cè)滑槽，為防偏結構的一部分，配合滑塊上的限位設置，達到防偏目的；

3、在滑塊下方連接滑座作為滑動接觸部件，對滑塊進行保護，減少滑塊和基座的損壞，也便于加工和更換損壞部件，更好地控制滑動面的加工精度，進而保證滑塊的運行精確性；而滑座上設置的與側(cè)滑槽配合的滑動凸條，等于增加滑座與直線導軌的接觸面積，防止滑塊滑動時偏離滑動直線方向，相對于現(xiàn)有的圓面接觸的結構穩(wěn)定性大幅度提高，進而保證直線模組的運行穩(wěn)定性和運行精度；

4、而該高精度直線模組的控制方法利用高精度直線模組帶動運行部件運動，由于其滑座與導軌的接觸面設置為平面結構的滑動面，且設置有防偏結構，使得運行部件運行穩(wěn)定、運行精度高；而限位開關的設置保證滑塊的運行安全，防止滑塊與絲桿端部的零部件相撞，避免造成設備損壞，在絲桿驅(qū)動裝置端設置的彈性聯(lián)軸器，起到減振和提高軸系動態(tài)性能的作用，減小絲桿的回程間隙，使得在模組運行過程中對運行部件的控制精度高，滿足設備高精度操作的需求。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明高精度直線模組的結構示意圖。

圖2為圖1中滑塊的結構示意圖。

圖3圖2的主視剖視圖。

圖4為圖3的仰視圖。

圖5為圖1中基座的結構示意圖。

圖6為圖1中端蓋的結構示意圖。

圖7為圖6的A-A向剖視圖。

圖8為圖1中滑座的結構示意圖。

圖9為圖1中直線導軌的結構示意圖。

圖10為圖9的主視圖。

圖11為圖10的左視圖。

圖中標記：1-端蓋，101-端蓋支撐孔，102-基座連接孔，2-絲桿，3-滑塊，301-組合安裝孔，302-法蘭連接孔，303-絲桿安裝孔，304-U形槽，4-支撐板，5-彈性聯(lián)軸器，6-電機，7-限位開關，8-基座，9-滑座，901-滑動凸條，902-滑座連接孔，10-直線導軌，1011-側(cè)滑槽，1012-導軌安裝孔。

具體實施方式

下面結合試驗例及具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范圍。

實施例1

如圖1至圖11所示，本實施例的高精度的直線模組，包括組裝為一體的絲桿2、滑塊3和基座8，所述基座8與滑塊3的接觸面為平面結構的滑動面，且滑塊3與基座8相互配合設置有防偏結構，所述防偏結構用于限制滑塊3偏離滑動方向，在基座8的兩端分別連有端蓋1和用于驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，且在該模組上還設有限制滑塊3滑動位置的限位裝置。

具體地，實現(xiàn)基座8與滑塊9之間的平面結構的滑動面及防偏結構的具體設置如下：在基座8上安裝有板狀結構的直線導軌10，所述直線導軌10包括用于滑塊滑動的滑動面，在直線導軌10的側(cè)面還設有側(cè)滑槽1011。

而對應地，在滑塊3下方連有與直線導軌10相配合的滑座9，在滑座9的滑動配合面上延伸有與側(cè)滑槽1011相配合的滑動凸條901。

在基座上設置直線導軌、在滑塊下方對應設置滑座，這樣在滑塊滑動過程中實際接觸的是滑座和直線導軌，減少滑塊和基座的損壞，也便于加工，更好地控制滑動面的加工精度，進而保證滑塊的運行精確性；在實際使用過程中，通過提高滑動面的平面度等級，能使滑塊的滑動精度達到μm級別，比起之前的圓面接觸的滑動面滑動精度提高較多，采用圓面接觸的滑塊精度只能達到mm級別；

另外，在直線導軌側(cè)面設置的側(cè)滑槽、以及滑座上對應設置的滑動凸條，等于增加滑座與直線導軌的接觸面積，增加滑塊在滑動過程中的穩(wěn)定性，進而保證直線模組的運行穩(wěn)定性和運行精度。

更進一步地，如圖9至圖11所示，本實施例中的側(cè)滑槽1011對稱設置在直線導軌10的兩側(cè)面，如圖8所示，對應地在滑座9上設有對稱布置的一對滑動凸條901，使滑座9的下底面形成倒U形結構。在直線導軌的兩側(cè)面對稱設置側(cè)滑槽，對應在滑座上設置成對的滑動凸條、且成對的滑動凸條形成倒U字形的結構，當滑座與直線導軌接觸時，滑座分別與直線導軌的滑動面、以及側(cè)滑槽接觸，構成滑座包裹直線導軌的結構，形成三面接觸的滑動形式，進一步提高滑塊滑動的穩(wěn)定性，保證滑塊運行精度，即直線模組的運行穩(wěn)定性和精度。

進一步地，如圖2至圖4所示，所述滑塊3的底面上設置有安裝滑座9的凹槽，所述凹槽與滑座9形狀相適應，所述凹槽為U形槽304。在滑塊底面上設安裝滑座的凹槽，便于滑座的安裝，在滑座帶動滑塊運動時，利用凹槽側(cè)面對滑塊施力，不單靠滑塊和滑座的連接件帶動滑塊運動。

進一步地，如圖5所示，所述基座8為型材，在基座8上與直線導軌10對應設有相互平行的兩條滑道，兩條滑道之間的距離與直線導軌10的尺寸相適應， 每個滑道的槽寬與滑座9相適應。如圖9所示，在直線導軌10上設有多個導軌安裝孔1012，配合連接件與型材連接，實現(xiàn)直線導軌10與基座8的連接。

進一步地，所述導軌安裝孔1012為沉孔，便于隱藏連接件，保證滑動面的平整性。

如圖2和圖4所示，所述滑塊3上設有絲桿安裝孔303，所述絲桿安裝孔303為臺階孔，即第一臺階孔和第二臺階孔，所述第一臺階孔的直徑大于第二臺階孔的直徑，所述第一臺階孔延伸至滑塊的法蘭安裝端面，在法蘭安裝端面上設置有用于安裝絲桿法蘭的法蘭連接孔302。在滑塊上設置的絲桿安裝孔為臺階孔，便于安裝絲桿法蘭，即將法蘭與絲桿的接觸端面延伸進入第一臺階孔內(nèi)，增加法蘭與絲桿螺母的接觸面，增加滑塊的使用壽命；達到比較好的滑動效果，絲桿與導軌的平行度好，增加滑塊的使用壽命。

另外，從圖2和圖4中可以看到，在滑塊3上設有貫穿其本體的組合安裝孔301，同時如圖8所示，在滑座9上對應設有滑座連接孔902，使用連接件將滑座9和滑塊3連接起來。

綜上所述，本實施例的直線模組將各個部件組裝為一體，保證裝配精度和性能，減少使用者自己裝配的時間，且避免因裝配不當影響模組性能；該模組將基座與滑塊的接觸面設置為平面結構的滑動面，具體是在基座上設置直線導軌、在滑塊下方對應設置滑座，這樣在滑塊滑動過程中實際接觸的是滑座和直線導軌，減少滑塊和基座的損壞，也便于加工，更好地控制滑動面的加工精度；

同時，在直線導軌側(cè)面設置的側(cè)滑槽、以及滑座上對應設置的滑動凸條，等于增加滑座與直線導軌的接觸面積，構成滑座包裹直線導軌的結構，形成三面接觸的滑動形式，進一步提高滑塊滑動的穩(wěn)定性，限制滑塊偏離滑動方向，進而保證直線模組的運行穩(wěn)定性和運行精度，減少對絲桿的損壞，控制綜合使用成本。

實施例2

如圖1至圖11所示，根據(jù)實施例1所述的高精度的直線模組，所述驅(qū)動裝置為電機6，所述電機6與基座8相連。

進一步地，在靠近電機8的絲桿2上配設有彈性聯(lián)軸器5。增設緩沖作用的彈性聯(lián)軸器，起到減振和提高軸系動態(tài)性能的作用，減小絲桿的回程間隙，保證直線模組的運行精度。

本實施例中，在基座8上還連有用于支撐絲桿2的支撐板4，所述支撐板4上與絲桿2對應設有絲桿支撐孔，并在絲桿支撐孔內(nèi)設有限制軸承軸向運動的限位部；如圖1所示，所述支撐板4設置在靠近電機6的絲桿上。該支撐板對絲桿進行支撐，增加絲桿的穩(wěn)定支撐點，增加整個直線模組可適應的推力范圍；并絲桿安裝孔內(nèi)增設限制軸承軸向運動的限位部，減小或消除絲桿的回程間隙，保證直線模組的運行精準性。

具體地，如圖1所示，所述彈性聯(lián)軸器5安裝在支撐板4和電機6之間的絲桿上。

本實施例中，所述限位裝置為限位開關7。如圖1所示，在在基座8的兩端設有2個限位開關7，所述限位開關與7電機的控制開關相連，當滑塊3位置達到限位開關7的位置時，強制斷電，保護滑塊，以免滑塊與支撐板或端蓋相撞。

進一步地，如圖1、圖5和6所示，在端蓋1上與絲桿2對應設有端蓋支撐孔101，所述端蓋支撐孔101為臺階孔，其中大徑孔延伸至更靠近滑塊3的端蓋端面上，所述小徑孔的直徑小于絲桿軸承的直徑。該絲桿端蓋通過將絲桿安裝孔設置為臺階孔，且靠近滑塊的端蓋端面?zhèn)鹊目讖礁?，即用于安裝絲桿軸承的大徑孔，而將小徑孔的直徑設為比絲桿軸承的直徑小，在絲桿、絲桿軸承和該絲桿端蓋組合后，在絲桿轉(zhuǎn)動帶動滑塊運動、或者當直線模組設置在豎直方向、傾斜方向時，通過絲桿軸承負載，且能通過小徑孔限制軸承的位置，防止軸承掉落。

具體地，所述端蓋1上還設有用于與基座8連接的基座連接孔102，所述基座連接孔102位于端蓋支撐孔101下方。便于將端蓋固定在基座端部，利于對絲桿支撐。

實施例3

如圖1所示，根據(jù)實施例1或?qū)嵤├?所述的高精度直線模組，其控制方法，包括以下步驟：

(1)首先在滑塊3上安裝需要精密控制的運行部件；

(2)然后啟動驅(qū)動裝置驅(qū)動絲桿2旋轉(zhuǎn)，帶動滑塊3運行，進而帶動運行部件到達指定位置；

(3)當滑塊3因意外失控，其位置達到限位開關7位置時，限位開關7強制斷電，停止滑塊3運行；

(4)在滑塊3運行過程中，彈性聯(lián)軸器5減小絲桿2的回程間隙，保證直線模組運行。

進一步地，所述滑座9上的滑動凸條901與直線導軌10的側(cè)滑槽1011配合安裝，在基座8上對應于滑座9設置有用于滑動的滑道?；显O置的滑道適應于滑座的結構，為滑座滑動提供空間，便于滑座與直線導軌的配合安裝。

綜上，該控制方法利用高精度直線模組帶動運行部件運動，由于其滑座與導軌的接觸面設置為平面結構的滑動面，且設置有防偏結構，使得運行部件運行穩(wěn)定、運行精度高；而限位開關的設置保證滑塊的運行安全，防止滑塊與絲桿端部的零部件相撞，避免造成設備損壞，在絲桿驅(qū)動裝置端設置的彈性聯(lián)軸器，起到減振和提高軸系動態(tài)性能的作用，減小絲桿的回程間隙，使得在模組運行過程中對運行部件的控制精度高，滿足設備高精度操作的需求。

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書（包括任何附加權利要求、摘要和附圖）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。