CN107491094A - 一种实时精密平衡z轴重量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实时精密平衡Z轴重量的方法，包括以下步骤：直线电机模块驱动Z轴移动模块移动一定距离；待Z轴移动模块稳定之后，光栅尺读数头读取光栅尺的第一位置数据记录到调节软件中，Z轴移动模块继续下落；调节软件给精密电气比例阀增压的信号，无杆气缸缸体中缓慢充入气体，无杆气缸滑块带动Z轴移动模块向上移动；光栅尺读数头读取光栅尺的第二位置数据与第一位置数据进行比较，当第二位置数据与第一位置数据相同，等待位置平稳时，调节软件读取精密电气比例阀的压力数据并记录；下次设备开机运行，调节软件自动根据测量的压力数据对无杆气缸缸体进行加压，以达到平衡重力。本发明自动判定和调节，无需停机，使Z轴移动模块达到平衡状态。

Description

一种实时精密平衡Z轴重量的方法
技术领域
本发明涉及自动化设备领域，具体是一种实时精密平衡Z轴重量的方法。
背景技术
随着经济和科技的发展，在工业生产中自动化设备的运用越来越广泛，在直线电机直接驱动的技术中，用气动和油压的方式进行重力平衡，它存在2个难点：首先，现在常用的方式通过人工调节、经验判断的方式调节气压和油压，需要不断的试调并且调整的结果是通过经验去判定设备的一致性差、对人员的依赖性强，效率低，准确性差等问题。其次，当Z轴移动模块的负载发生改变时，需要停机进行人工调节、经验判断的方式调节气压和油压，不仅耗时费力，调节后平衡的状态前后一致性差，影响运动控制，严重的情况下还需再次调节运动参数。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动调节、无需停机的实时精密平衡Z轴重量的方法。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：
一种实时精密平衡Z轴重量的方法，包括以下步骤：
(1)、直线电机模块驱动Z轴移动模块移动一定距离；
(2)、待Z轴移动模块稳定之后，光栅尺读数头读取光栅尺的第一位置数据记录到调节软件中，Z轴移动模块继续下落；
(3)、调节软件给精密电气比例阀增压的信号，无杆气缸缸体中缓慢充入气体，无杆气缸滑块带动Z轴移动模块向上移动；
(4)、光栅尺读数头读取光栅尺的第二位置数据与之前记录在调节软件中的第一位置数据进行比较，当第二位置数据与第一位置数据相同，等待位置平稳时，调节软件读取精密电气比例阀的压力数据并记录；
(5)、下次设备开机运行，调节软件自动根据测量的压力数据对无杆气缸缸体进行加压，以达到平衡重力。
进一步的，所述直线电机模块驱动Z轴移动模块移动10～20mm的距离。
进一步的，所述光栅尺读数头与所述Z轴移动模块连接。
进一步的，所述Z轴移动模块连接有滑块，所述滑块卡合有滑轨。
进一步的，所述Z轴移动模块与所述无杆气缸滑块连接。
与现有技术相比，本发明实时精密平衡Z轴重量的方法的有益效果是：无需人工干预进行自动判定和调节，使Z轴移动模块达到平衡状态，使用简便易操作，无需停机，减少工人的劳动强度，精度高效率高。
附图说明
图1是防卡死的Z轴平衡装置的结构示意图。
图2是图1的另一角度示意图。
图3是图1的另一角度示意图。
图4是图3的局部放大图。
具体实施方式
请参阅图1至图4，一种防卡死的Z轴平衡装置，包括直线电机模块3、由直线电机模块3驱动的Z轴移动模块4、与Z轴移动模块4连接的滑块51、与滑块51卡合的滑轨5。滑轨5有两条，两条滑轨5平行设置且沿Z轴方向设置，直线电机模块3驱动Z轴移动模块4沿Z轴移动。
防卡死的Z轴平衡装置还包括两个平行设置的无杆气缸缸体2、安装在无杆气缸缸体2上的无杆气缸滑块22、与无杆气缸滑块22连接的滑槽件9、与Z轴移动模块4连接的固定件6，固定件6连接有滑柱82，固定件6设有用于安装滑柱82的固定槽81，滑柱82通过螺栓与固定件6固定，滑槽件9设有滑槽91，滑柱82位于滑槽91内并沿X轴方向滑动，滑柱82与滑槽91在Z轴方向存在3mm的间隙，固定件6与滑槽件9在Y轴方向存在3mm的间隙，可以消除无杆气缸安装时的不同轴、无杆气缸与滑轨之间不平行问题。
滑槽件9的滑槽91采用渗碳的工艺提高硬度和耐磨度，滑柱8采用摩擦系数小的铜材，使滑动起来更加流畅，大大减少滑柱在滑槽件的滑槽时产生的摩擦力，提高运动控制的精度。
防卡死的Z轴平衡装置还包括均垂直于Z轴方向设置的上安装板11、下安装板12及沿Z轴方向设置的背板13，安装板11、下安装板12分别固定于背板13的两端，无杆气缸缸体2通过螺栓与上安装板11、下安装板12固定，滑轨5固定在背板13上，背板13上还设有用于驱动无杆气缸滑块22运动的精密电气比例阀21。
防卡死的Z轴平衡装置还包括光栅尺7以及可相对于光栅尺7运动的光栅尺读数头6，光栅尺读数头6与Z轴移动模块4连接，光栅尺7固定在背板13上。
平衡气缸选用无杆气缸使得Z轴的结构更加紧凑，Z轴移动模块运动时不用额外的增加运动的空间，空间更节省，设备运行更加安全；
滑槽件、滑柱、固定件个零件组成的气缸调整机构，可以大大降低上安装板、下安装板气缸安装孔加工的同轴度的要求，并降低它们与无杆气缸缸体之间安装的精度，提高Z轴移动模块的运动的几何精度，同时可以消除因滑轨与无杆气缸缸体之间不平行所导致的摩擦力不稳定的问题，降低运动控制的难度，提高产品的结构的可靠性和稳定性。
一种实时精密平衡Z轴重量的方法：直线电机模块3驱动Z轴移动模块4移动10～20mm的距离，待Z轴移动模块4稳定之后，光栅尺读数头7读取光栅尺6的第一位置数据记录到调节软件中，去掉直线电机模块3的使能，因重力的作用下，Z轴移动模块4会下落，调节软件给精密电气比例阀21增压的信号，无杆气缸缸体2中缓慢充入气体，无杆气缸滑块5带动Z轴移动模块4向上移动，在这过程中光栅尺读数头7读取光栅尺6的第二位置数据与之前记录在调节软件中的第一位置数据进行比较，当第二位置数据与第一位置数据相同，等待位置平稳时，调节软件读取精密电气比例阀的压力数据并记录，以后设备开机运行，调节软件自动根据测量的压力数据对无杆气缸缸体3进行加压，以达到平衡重力。当Z轴移动部件4的负载发生改变时，无需停机，只需要重复上述步骤。
本实时精密平衡Z轴重量的方法，采用软件控制整个运动逻辑，无需人员记录和填写数据，一键式操作，无需人工干预进行自动调节气压或油压，使Z轴移动模块达到平衡状态，使用简便易操作。
本实时精密平衡Z轴重量的方法，无需像人工调节时设备停机，反复移动Z轴移动模块，减少工人的劳动强度，判定是否达到平衡状态时也不是依靠调试人员的经验，精度高效率高。
本实时精密平衡Z轴重量的方法，不仅可以用于光栅尺反馈、直线电机驱动的运动***；可以实用于丝杠驱动、伺服电机的编码器做反馈的运动***以及齿轮齿条做驱动、伺服电机的编码器做反馈的运动***等。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种实时精密平衡Z轴重量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、直线电机模块驱动Z轴移动模块移动一定距离；
(2)、待Z轴移动模块稳定之后，光栅尺读数头读取光栅尺的第一位置数据记录到调节软件中，Z轴移动模块继续下落；
(3)、调节软件给精密电气比例阀增压的信号，无杆气缸缸体中缓慢充入气体，无杆气缸滑块带动Z轴移动模块向上移动；
(4)、光栅尺读数头读取光栅尺的第二位置数据与之前记录在调节软件中的第一位置数据进行比较，当第二位置数据与第一位置数据相同，等待位置平稳时，调节软件读取精密电气比例阀的压力数据并记录；
(5)、下次设备开机运行，调节软件自动根据测量的压力数据对无杆气缸缸体进行加压，以达到平衡重力。
2.根据权利要求1所述的实时精密平衡Z轴重量的方法，其特征在于：所述直线电机模块驱动Z轴移动模块移动10～20mm的距离。
3.根据权利要求1所述的实时精密平衡Z轴重量的方法，其特征在于：所述光栅尺读数头与所述Z轴移动模块连接。
4.根据权利要求1所述的实时精密平衡Z轴重量的方法，其特征在于：所述Z轴移动模块连接有滑块，所述滑块卡合有滑轨。
5.根据权利要求1所述的实时精密平衡Z轴重量的方法，其特征在于：所述Z轴移动模块与所述无杆气缸滑块连接。
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