專利名稱：線性往復運動機構、數控機床、噴繪機和數碼印刷設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及自控領域，具體而言，涉及線性往復運動機構、數控機床、噴繪機和數碼印刷設備。
背景技術：
在數控機床、噴繪機、數碼印刷設備等各種工業(yè)自動化設備中，直線運動的運動控制有著廣泛的應用。在直線運動往復運動過程中，由于傳動系統機械結構產生的誤差及原點檢測器件的檢測偏差導致出現往復運動定位誤差。相關技術解決該問題的方法有1)在運動物體上安裝光柵尺，精確檢測運動物體的位置，控制器根據其反饋的位置信號進行判斷處理，實現往復運動精確定位。2)通過傳動系統將旋轉運動轉變?yōu)橹本€運動，在傳動軸上安裝旋轉編碼器或旋轉變壓器，控制器根據其反饋的位置信號進行判斷處理，實現往復運動定位。發(fā)明人發(fā)現方法1由于光柵尺成本較高，所以不利于推廣；方法2的定位精度受到原點檢測器件的檢測偏差影響，仍存在不足。

實用新型內容本實用新型旨在提供一種線性往復運動機構、數控機床、噴繪機和數碼印刷設備， 以解決線性往復運動機構的定位精度問題。在本實用新型的實施例中，提供了一種線性往復運動機構，其包括機座、固定安裝在機座上的直線導軌、配合直線導軌以直線往復運動的負載、驅動負載的電機，還包括限位感應器，用于檢測負載的原點位置；位移感應器，用于檢測負載在定位區(qū)域內的相對位移量；控制器，連接限位感應器、位移感應器和電機。在本實用新型的實施例中，提供了一種數控機床，包括上述的線性往復運動機構。在本實用新型的實施例中，提供了一種噴繪機，包括上述的線性往復運動機構。在本實用新型的實施例中，提供了一種數碼印刷設備，包括上述的線性往復運動機構。本實用新型實施例的線性往復運動機構，因為采用限位感應器和位移感應器控制定位，所以克服了現有技術的定位控制成本較高或者精度不高的問題，以較低的成本實現了較高的定位精度。

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分， 本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖1示出了根據本實用新型實施例的線性往復運動機構。
具體實施方式
下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本實用新型。圖1示出了根據本實用新型實施例的線性往復運動機構，其包括機座(即安裝底板)、固定安裝在機座上的直線導軌2、配合直線導軌以直線往復運動的負載4、驅動負載4 的電機8，例如電機8為步進電機，通過膜片式聯軸器與滾珠絲桿6連接，并驅動由滾珠絲桿6形成的傳動系統，傳動系統驅動負載4沿直線導軌2進行往復運動。該線性往復運動機構還包括限位感應器，用于檢測負載的原點位置；位移感應器，用于檢測負載在定位區(qū)域內的相對位移量；控制器(圖中未示出)，連接限位感應器、位移感應器和電機8。本實用新型的一個實施例提供了該線性往復運動機構的定位控制方法，包括控制器根據限位感應器的位置檢測結果和位移感應器的位移檢測結果，控制電機8的動作。相關技術采用光柵尺控制定位精度成本太高，采用旋轉編碼器或旋轉變壓器控制定位精度又偏差較大。而本實施例中采用限位感應器和位移感應器來控制定位，限位感應器和位移感應器的成本低于光柵尺，所以克服了現有技術的定位控制成本較高的問題，限位感應器和位移感應器的精度都比較高，因此本實施例以較低的成本實現了較高的定位精度。優(yōu)選地，如圖1所示，限位感應器包括擋片5，其一端安裝在負載4上，另一端伸向機座；光電開關傳感器7，其安裝在機座上，處于擋片5的運動軌跡上，光電開關傳感器7 具有配合擋片5穿過的槽。槽型光電開關傳感器內設置整形或放大電路，以保證槽型光電開關傳感器的靈敏度。優(yōu)選地，如圖1所示，光電開關傳感器7位于負載4的直線往復運動的原點位置。 該原點位置即負載的運動起始位置。設置在傳動系統負載上的擋片5經過光電開關傳感器7時，可以觸發(fā)光電開關傳感器7。光電開關傳感器7檢測到擋片5時發(fā)出信號A ；控制器當接收到信號A時，實時地停止電機，從而避免傳動系統的負載移出其有效的行程。優(yōu)選地，如圖1所示，位移感應器包括擋塊3，其一端安裝在負載4上，另一端伸向機座；差動變壓器式位移傳感器1，其安裝在機座上，處于擋塊3的運動軌跡上，差動變壓器式位移傳感器1的滑桿配合擋塊3的抵觸。為了提高定位精度，可以采用高精度的差動變壓器式位移傳感器。該差動變壓器式位移傳感器通過內置的兩個次級線圈反串接來提高傳感器靈敏度改善線性度。優(yōu)選地，如圖1所示，差動變壓器式位移傳感器1位于負載4的定位區(qū)域。該定位區(qū)域的定位位置即負載的運動到達位置。設置在傳動系統負載上的擋塊3抵觸差動變壓器式位移傳感器1的滑桿時，自由靈活地推動滑桿，可以觸發(fā)差動變壓器式位移傳感器1。差動變壓器式位移傳感器1檢測到擋塊3抵觸其滑桿時，發(fā)出幅度與滑桿位移量相關的信號B (即一個線性相關的電壓模擬量信號)；控制器當接收到信號B時，實時地根據信號B的幅度控制電機8線性減速直至停止于定位位置，即實現往復運動高精度定位。根據上述實施例，在傳動系統的負載4朝著原點位置限位檢測器件7運動時，原點位置限位檢測器件7檢測到擋片5，發(fā)出相應的電信號(即信號A)，則往復運動控制器控制傳動系統的步進電機8立即停止；在傳動系統的負載4從原點位置限位檢測器件7朝著定位區(qū)域運動時，采用以下步驟a)往復運動控制器控制傳動系統的步進電機8線性加速至運行速度，傳動平穩(wěn)運行；b)隨后，當安裝于傳動系統負載4的擋塊3自由靈活地推動位移檢測器件1的滑桿時，該傳感器輸出電壓模擬量信號(即信號B)，控制器根據所述電壓模擬量信號控制傳動系統步進電機8線性減速；d)最后，當傳動系統負載到達定位點位置時，位移檢測器件1輸出定位點位置相應的電壓模擬量信號，往復運動控制器根據所述電壓模擬量信號控制傳動系統步進電機8精確停止。經過所述步驟，完成往復運動高精確定位過程。本實用新型的實施例提供了一種數控機床，包括上述任一實施例的線性往復運動機構。例如，負載4為機床的刀頭。本實用新型的實施例提供了一種噴繪機，包括上述任一實施例的線性往復運動機構。例如，負載4為噴繪機的噴墨頭。本實用新型的實施例提供了一種數碼印刷設備，包括上述任一實施例的線性往復運動機構。例如，本實用新型上述實施例的線性往復運動機構為印刷設備，負載4為打印頭。從以上的描述中可以看出，本實用新型上述的實施例使傳動系統平穩(wěn)往復運動的情況下，實現往復運動高精度定位。本實用新型與相關技術相比，具有裝置簡單，性價比高， 能方便地實現往復運動高精度定位，應用廣泛，便于推廣應用等特點。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種線性往復運動機構，其特征在于，包括 機座；直線導軌(2)，固定安裝在所述機座上；負載G)，配合所述直線導軌以直線往復運動；電機(8)，配合驅動所述負載(4)，限位感應器，用于檢測所述負載的原點位置；位移感應器，用于檢測所述負載在定位區(qū)域內的相對位移量；控制器，連接所述限位感應器、所述位移感應器和所述電機(8)。
2.根據權利要求1所述的機構，其特征在于，所述限位感應器包括 擋片(5)，其一端安裝在所述負載(4)上，另一端伸向所述機座；光電開關傳感器(7)，其安裝在所述機座上，處于所述擋片( 的運動軌跡上，所述光電開關傳感器(7)具有配合所述擋片(5)穿過的槽。
3.根據權利要求2所述的機構，其特征在于，所述光電開關傳感器(7)位于所述負載 (4)的直線往復運動的原點位置。
4.根據權利要求1所述的機構，其特征在于，所述位移感應器包括 擋塊(3)，其一端安裝在所述負載(4)上，另一端伸向所述機座；差動變壓器式位移傳感器(1)，其安裝在所述機座上，處于所述擋塊(3)的運動軌跡上，所述差動變壓器式位移傳感器(1)的滑桿正對地配合所述擋塊(3)的抵觸。
5.根據權利要求5所述的機構，其特征在于，所述差動變壓器式位移傳感器(1)位于所述負載的定位區(qū)域。
6.一種數控機床，其特征在于，包括權利要求1-7任一項所述的線性往復運動機構。
7.一種噴繪機，其特征在于，包括權利要求1-7任一項所述的線性往復運動機構。
8.—種數碼印刷設備，其特征在于，包括權利要求1-7任一項所述的線性往復運動機
專利摘要本實用新型提供了一種線性往復運動機構，包括機座；直線導軌，固定安裝在機座上；負載，配合直線導軌以直線往復運動；電機，配合驅動負載，限位感應器，用于檢測負載的原點位置；位移感應器，用于檢測負載在定位區(qū)域內的相對位移量；控制器，連接限位感應器、位移感應器和電機。本實用新型還提供了一種數控機床，包括上述的線性往復運動機構。本實用新型還提供了一種噴繪機，包括上述的線性往復運動機構。本實用新型還提供了一種數碼印刷設備，包括上述的線性往復運動機構。本實用新型以較低的成本實現了較高的定位精度。
文檔編號B41J2/01GK202067114SQ20102069802
公開日2011年12月7日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權日2010年12月24日
發(fā)明者金鵬, 陳 峰 申請人:北京大學, 北京方正數字印刷技術有限公司, 北大方正集團有限公司