三轴运动装置及其安装方法与流程

1.本发明涉及流体分配作业技术领域，尤其涉及一种三轴运动装置及其安装方法。


背景技术：

2.在生产技术不断发展进步的同时，更多的自动化生产设备被运用到制造业中的各个制造工况工位中，例如柜式自动喷胶机。而实现这种自动化过程，要求运动机构在一定设备空间内能实现运动范围及作业效率的最大化，并且在保证现有精度的同时，要求成本低廉化。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
4.为此，本发明提供一种三轴运动装置及其安装方法，能够保证精度的同时，提高三轴运动装置的空间利用率，降低成本。
5.根据本发明实施例的三轴运动装置，包括：框架，以及y向运动机构，所述y向运动机构安装在框架上，x向运动机构，所述x向运动机构安装在所述y向运动机构上，所述x向运动机构在所述y向运动机构的驱动下沿y轴方向运动；z向运动机构，所述z向运动机构安装在所述x向运动机构上，所述z向运动机构在x向运动机构的驱动下沿x轴方向运动；其中，所述y向运动机构包含：支撑组件，所述支撑组件安装在所述框架上；y轴驱动组件，所述y轴驱动组件安装在所述支撑组件上，所述y轴驱动组件位于所述框架上方。
6.本发明的有益效果是，通过z向运动机构可以带动点胶设备沿z轴方向上下运动，通过x向运动机构可以带动点胶设备沿x轴方向左右运动，通过y向运动机构可以带动点胶设备沿y轴方向前后运动，通过x向运动机构和y向运动机构可以精准定位工件上需要点胶的位置，提高了点胶的精度及效率。并且，通过支撑组件，可以将y轴驱动组件的位置设置成位于框架上方，使得x向运动机构的行程可以增加，同时提高三轴运动装置的空间利用率。
7.根据本发明一个实施例，所述y向运动机构还包括：两个滑动组件，两个所述滑动组件均安装在所述框架上，所述滑动组件沿y方向设置；所述y轴驱动组件与一所述滑动组件相连接，所述y轴驱动组件用于驱动所述x向运动机构沿y轴方向运动。
8.根据本发明一个实施例，所述滑动组件包括：第一导轨，所述第一导轨安装在所述框架上，第一滑块，所述第一滑块安装在所述第一导轨上，所述第一导轨与第一滑块之间滑动配合。
9.根据本发明一个实施例，所述支撑组件包括：第一支撑柱，所述第一支撑柱安装在所述框架上，第二支撑柱，所述第二支撑柱安装在所述框架上，且所述第二支撑柱与所述第一
支撑柱相对设置；y轴横梁，所述y轴横梁的一端与所述第一支撑柱相连接，所述y轴横梁的另一端与所述第二支撑柱相连接。
10.根据本发明一个实施例，所述y轴驱动组件包括：y轴直线电机定子，所述y轴直线电机定子安装在所述支撑组件上，y轴直线电机动子，所述y轴直线电机动子与一所述滑动组件相连接，所述y轴直线电机定子与所述y轴直线电机动子相配合以驱动所述x向运动机构沿y轴方向往复运动。
11.根据本发明一个实施例，所述三轴运动装置还包括：主动连接板，所述主动连接板与一所述滑动组件相连接，从动连接板，所述从动连接板与另一所述滑动组件相连接，电机安装块，所述电机安装块与所述主动连接板相连接，所述y轴直线电机动子与所述电机安装块相连接，所述主动连接板、从动连接板、电机安装块及y轴直线电机动子均位于所述滑动组件正上方。
12.根据本发明一个实施例，所述框架包括：底座，以及多个立柱，所述多个立柱间隔设置在所述底座上，第一安装部，所述第一安装部设置在所述立柱上，一所述滑动组件安装在所述第一安装部上，第二安装部，所述第二安装部设置在所述立柱上，且所述第一安装部和第二安装部安装在所述第二安装部上。
13.根据本发明一个实施例，所述第一安装部设有第一安装面、第二安装面及第三安装面，所述第二安装面与第三安装面分别位于所述第一安装面的两侧；所述第一导轨安装在所述第一安装面上，所述第一支撑柱与所述第二安装面相连接，所述第二支撑柱与所述第三安装面相连接。
14.根据本发明一个实施例，所述x向运动机构包括：x轴横梁，所述x轴横梁的一端与所述主动连接板相连接，所述x轴横梁的另一端与所述从动连接板相连接；x轴直线电机定子，所述x轴直线电机定子安装在所述x轴横梁上，x轴直线电机动子，所述x轴直线电机动子安装在所述x轴直线电机定子上，所述z向运动机构与所述x轴直线电机动子相连接，所述x轴直线电机动子与所述x轴直线电机定子相配合以驱动所述z向运动机构沿x轴做往复运动。
15.根据本发明一个实施例，所述z向运动机构包括：z轴安装板，所述z轴安装板安装在所述x轴直线电机动子上，z轴驱动组件，所述z轴驱动组件安装在所述z轴安装板上，z轴活动板，所述z轴活动板与所述z轴驱动组件相连接，所述z轴驱动组件能够驱动所述z轴活动板沿z轴做往复运动。
16.根据本发明实施例的三轴运动装置的安装方法，包括以下步骤：
s1、将z向运动机构的部件从前往后依次安装在x向运动机构上；s2、将所述x向运动机构的部件从上至下安装在y向运动机构上；s3、将所述y向运动机构的部件从下至上安装在框架上。
17.通过步骤s1-s3的安装过程，能够提高三轴运动装置的安装效率，从而提高工作效率。
18.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
19.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
21.图1是本发明的三轴运动装置的立体结构示意图。
22.图2是本发明的y向运动机构和x向运动机构的立体结构示意图。
23.图3是本发明的y向运动机构的左视图。
24.图4是本发明的框架的立体结构示意图。
25.图5是本发明的x轴横梁的结构示意图。
26.图6是本发明的三轴运动装置的主视图。
27.图7是本发明的z向运动机构的结构示意图。
28.图8是本发明的三轴运动装置的安装方法的流程图。
29.图中：1、框架，11、底座，12、立柱，13a、第一安装部，13b、第二安装部，14、支撑部，15、工件运输夹紧安装面，13a1、第一安装面，13a2、第二安装面，13a3、第三安装面，21、y向运动机构，21a、滑动组件，21b、支撑组件，21c、y轴驱动组件，21a1、第一导轨，21a2、第一滑块，21b1、第一支撑柱，21b2、第二支撑柱，21b4、第一安装块，21b5、第二安装块，21b3、y轴横梁，21c1、y轴直线电机定子，21c2、y轴直线电机动子，22、x向运动机构，22a、x轴横梁，22b、x轴直线电机定子，22c、x轴直线电机动子，22a1、第一侧面，22a2、第二侧面，22a3、第三侧面，23、z向运动机构，23a、z轴安装板，23b、z轴驱动组件，23c、z轴活动板，23b1、伺服电机，23b2、联轴器，23b3、丝杆模组，23d、定位杆，23e、弹性件，3、主动连接板，4、从动连接板，5、电机安装块，6、支撑块，61、横板，62、竖板，7、容置空间。
具体实施方式
30.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时
针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
32.在本发明的描述中，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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。
33.下面参考附图具体描述根据本发明实施例的三轴运动装置及其安装方法。
34.如图1至图7所示，根据本发明实施例的三轴运动装置，包括：框架1、y向运动机构21、x向运动机构22及z向运动机构23，y向运动机构21安装在框架1上，x向运动机构22安装在y向运动机构21上，x向运动机构22在y向运动机构21的驱动下沿y轴方向运动，z向运动机构23安装在x向运动机构22上，z向运动机构23在x向运动机构22的驱动下沿x轴方向运动。其中，y向运动机构21包含：支撑组件21b及y轴驱动组件21c，支撑组件21b安装在框架1上，y轴驱动组件21c安装在支撑组件21b上，y轴驱动组件21c位于框架1上方。
35.z向运动机构23上可以设置点胶设备，待点胶的工件可以放置在框架上，且位于z向运动机构23下方，通过z向运动机构23可以带动点胶设备沿z轴方向上下运动，通过x向运动机构22可以带动点胶设备沿x轴方向左右运动，通过y向运动机构21可以带动点胶设备沿y轴方向前后运动，换言之，通过x向运动机构22和y向运动机构21可以精准定位工件上需要点胶的位置，提高了点胶的精度及效率。并且，通过设置支撑组件21b，可以将y轴驱动组件21c设置成位于框架1上方，使得x向运动机构22的行程可以增加，同时提高三轴运动装置的空间利用率。
36.y向运动机构21包括：两个滑动组件21a，两个滑动组件21a均安装在框架1上，滑动组件21a沿y方向设置，y轴驱动组件21c安装在支撑组件21b上，y轴驱动组件21c与一滑动组件21a相连接，y轴驱动组件21c用于驱动x向运动机构22沿y轴方向运动。具体的，x向运动机构22可以与滑动组件21a连接，同时，x向运动机构22与y轴驱动组件21c连接，当y轴驱动组件21c驱动x向运动机构22沿y轴方向往复运动时，滑动组件21a能够跟随x向运动机构22沿y轴方向往复运动，以提高x向运动机构22的稳定性及在y轴方向上运动行程的精度。
37.根据本发明的一实施例，滑动组件21a包括：第一导轨21a1和第一滑块21a2，第一导轨21a1安装在框架1上，第一滑块21a2安装在第一导轨21a1上，第一导轨21a1与第一滑块21a2之间滑动配合。具体的，两个滑动组件21a的结构相同，且相互平行设置，第一导轨21a1例如是直线导轨，直线导轨能够保证x向运动机构22在y轴方向上运动的精度，第一滑块21a2可以在第一导轨21a1上来回滑动。
38.根据本发明的一实施例，支撑组件21b包括：第一支撑柱21b1，第二支撑柱21b2及y轴横梁21b3，第一支撑柱21b1安装在框架1上，第二支撑柱21b2安装在框架1上，且第二支撑柱21b2与第一支撑柱21b1相对设置，y轴横梁21b3的一端与第一支撑柱21b1相连接，y轴横梁21b3的另一端与第二支撑柱21b2相连接。具体的，支撑组件21b还包括第一安装块21b4和
第二安装块21b5，第一支撑柱21b1通过第一安装块21b4与框架1固定连接，第二支撑柱21b2通过第二安装块21b5与框架1固定连接。第一支撑柱21b1和第二支撑柱21b2的高度相等，例如是长方体柱形，y轴横梁21b3位于第一支撑柱21b1和第二支撑柱21b2的靠近x向运动机构22的一侧，y轴横梁21b3可以是长条形块状，y轴横梁21b3可以对第一支撑柱21b1和第二支撑柱21b2起到稳定作用，防止第一支撑柱21b1和第二支撑柱21b2晃动而影响到y轴方向运动行程的精度。另外，第一支撑柱21b1，第二支撑柱21b2及y轴横梁21b3可以组成一个位于框架1上方的安装空间，用于安装y轴驱动组件21c。
39.根据本发明的一实施例，y轴驱动组件21c包括：y轴直线电机定子21c1和y轴直线电机动子21c2，y轴直线电机定子21c1安装在支撑组件21b上，y轴直线电机动子21c2与一滑动组件21a相连接，y轴直线电机定子21c1与y轴直线电机动子21c2相配合以驱动x向运动机构22沿y轴方向往复运动。具体的，y轴直线电机定子21c1安装于第一支撑柱21b1和第二支撑柱21b2的顶端，且y轴直线电机定子21c1的靠近x向运动机构22的侧面与y轴横梁21b3相连接，这样，能够提高y轴直线电机定子21c1的稳定性。例如，第一支撑柱21b1和第二支撑柱21b2的宽度与y轴直线电机定子21c1的宽度相等，y轴横梁21b3的长度与y轴直线电机定子21c1的长度相等，且y轴横梁21b3的顶面与y轴直线电机定子21c1的顶面齐平，y轴横梁21b3需要具备一定的刚性，这样，可以避免电机共振，进一步加强y轴直线电机定子21c1的稳定性，从而保证x向运动机构22运动行程的精度。点胶时的工件主要为芯片，可能存在一定的金属碎屑，而y轴直线电机定子21c1是具有磁性的，容易吸附金属碎屑，如果y轴直线电机定子21c1上吸附了较多的金属碎屑，会降低y轴直线电机定子21c1控制y轴行程的精度，甚至是损坏y轴直线电机定子21c1，导致y轴直线电机定子21c1的使用成本增加，通过将y轴驱动组件21c设置在一滑动组件21a的正上方，使得y轴驱动组件21c远离产品，防止y轴直线电机定子21c1吸附金属碎屑，提高y轴直线电机定子21c1的使用寿命，降低成本。
40.根据本发明的一实施例，三轴运动装置还包括：主动连接板3，从动连接板4及电机安装块5，主动连接板3与一滑动组件21a相连接，从动连接板4与另一滑动组件21a相连接，电机安装块5与主动连接板3相连接，y轴直线电机动子21c2与电机安装块5相连接，主动连接板3、从动连接板4、电机安装块5及y轴直线电机动子21c2均位于滑动组件21a正上方。x向运动机构22的一端安装在主动连接板3上，x向运动机构22的另一端安装在从动连接板4上。具体的，主动连接板3安装在一个第一滑块21a2上，从动连接板4安装在另一个第一滑块21a2上，电机安装块5通过一支撑块6与主动连接板3相连接，y轴直线电机动子21c2安装在电机安装块5上。y轴驱动组件21c只设置在一个滑动组件21a上方，另一个滑动组件21c上方为悬空。在设有y轴驱动组件21c的滑动组件21a上，由下至上依次为主动连接板3、支撑块6、电机安装块5、y轴直线电机动子21c2及y轴直线电机定子21c1。具体的，支撑块6为倒t字形，该支撑块6包括一横板61和一竖板62，竖板62与横板61固定连接，其中，横板61与主动连接板3固定连接，竖板62与电机安装块5固定连接，并且，支撑块6位于主动连接板3靠近第二支撑柱21b2的一边，换言之，支撑块6并不是居中设置在主动连接板3上的，而是位于主动连接板3靠近第二支撑柱21b2的边缘处，这样，在主动连接板3上表面、支撑块6侧面及电机安装块5下表面之间可以形成一个容置空间7，x向运动机构22的一端可以设置在该容置空间7内，使得空间布局更加合理。
41.根据本发明的一实施例，框架1包括：底座11以及多个立柱12，多个立柱12间隔设
置在底座11上，第一安装部13a设置在立柱12上，一滑动组件21a安装在第一安装部13a上，第二安装部13b设置在立柱12上，且第一安装部13a和第二安装部13b形成互为平行的长条形，另一滑动组件21a安装在第二安装部13b上。具体的，多个立柱12设置在底座11的四个角落，且相邻两个立柱12之间设有支撑部14，以保证框架1整体的稳定性。第一安装部13a和第二安装部13b均设置在相邻的两个立柱12顶端，第一安装部13a和第二安装部13b为相对设置。具体的，多个支撑部14围绕形成的区域内设有工件运输夹紧安装面15，即工件运输夹紧安装面15位于x向运动机构22的正下方。进一步的，第一安装部13a设有第一安装面13a1、第二安装面13a2及第三安装面13a3，第二安装面13a2与第三安装面13a3分别位于第一安装面13a1的两侧。第一导轨21a1安装在第一安装面13a1上，第一支撑柱21b1与第二安装面13a2相连接，第二支撑柱21b2与第三安装面13a3相连接。换言之，第一安装面13a1为第一安装部13a的顶面，第二安装面13a2和第三安装面13a3为第一安装部13a的前后两个侧面，这样，在不改变框架1结构的基础上，能够使得y向运动机构21的空间布局更加合理，提高三轴运动装置的空间利用率。
42.根据本发明的一实施例，x向运动机构22包括：x轴横梁22a、x轴直线电机定子22b及x轴直线电机动子22c，x轴横梁22a的一端与主动连接板3相连接，x轴横梁22a的另一端与从动连接板4相连接，x轴直线电机定子22b安装在x轴横梁22a上，x轴直线电机动子22c安装在x轴直线电机定子22b上，z向运动机构23与x轴直线电机动子22c相连接，x轴直线电机动子22c与x轴直线电机定子22b相配合以驱动z向运动机构23沿x轴做往复运动。具体的，x轴横梁22a为三棱柱形，其包括第一侧面22a1、第二侧面22a2及第三侧面22a3，第一侧面22a1平行于滑动组件21a设置，第二侧面22a2垂直于滑动组件21a设置，第三侧面22a3为倾斜面。具体的，x轴直线电机定子22b安装在第二侧面22a2，第一侧面22a1的一端安装在主动连接板3上，第一侧面22a1的另一端安装在从动连接板4上，其中，电机安装块5与主动连接板3之间的距离与第二侧面22a2的高度相匹配，有利于提高x轴横梁22a的稳定性。x轴直线电机动子22c与x轴直线电机定子22b相配合以驱动z向运动机构23沿x轴做往复运动，换言之，z向运动机构23可以跟随x轴直线电机动子22c左右往复运动，x轴横梁22a的长度与z向运动机构在x轴方向的运动行程相关。现有技术中，y轴驱动组件是设置在第一安装部13a的靠近x向运动机构的侧面（即图中的a处），这就导致x轴横梁的一端会同时位于滑动组件和y轴驱动组件的上方，也就是说，y轴驱动组件会占用一部分的第一侧面的面积，在x轴横梁长度不变的情况下，缩短了z向运动机构在x轴方向上的行程，也就减少了点胶设备在x方向上可以进行点胶的芯片数量。而本实施例中，y轴驱动组件21c设置在滑动组件21a的正上方，使得第一侧面22a1被占用的面积减少，从而增加z向运动机构23在x方向上的行程，提高点胶效率。再者，本发明实施例，通过将x轴横梁22a设置在电机安装块5和主动连接板3之间，能够使得y向运动的施力点更加靠近x轴横梁22a，使得x向运动机构22移动时更加稳定，从而也能提高移动的精度。
43.根据本发明的一实施例，z向运动机构23包括：z轴安装板23a，z轴驱动组件23b及z轴活动板23c，z轴安装板23a安装在x轴直线电机动子22c上，z轴驱动组件23b安装在z轴安装板23a上，z轴活动板23c与z轴驱动组件23b相连接，z轴驱动组件23b能够驱动z轴活动板23c沿z轴做往复运动。z轴安装板23a具有一平行于xz平面的定位面，保证基准面的平整性，z轴驱动组件23b安装在该定位面上，使得z轴活动板23c也能够平行于xz平面，保证z轴活动
板23c沿z轴往复运动时不会发生偏移。具体的，z轴驱动组件23b包括伺服电机23b1、联轴器23b2及丝杆模组23b3，伺服电机23b1安装在z轴安装板23a上，伺服电机23b1通过联轴器23b2带动丝杆模组23b3做上下运动，z轴活动板23c与丝杆模组23b3相连接，丝杆模组23b3能够带动z轴活动板23c沿z轴方向做往复运动。
44.根据本发明的一实施例，z向运动机构23还包括两个定位杆23d及弹性件23e，一定位杆23d设置在伺服电机23b1上，另一定位杆23d设置在z轴活动板23c上，弹性件23e的一端与一定位杆23d相连，弹性件23e的另一端与另一定位杆23d相连，这样，可以防止在断电等情况发生时，z轴活动板23c下坠而砸坏下方产品。
45.本发明实施例的xyz向运动机构的运动过程是，y轴直线电机定子21c1能够驱动y轴直线电机动子21c2沿y方向往复运动，y轴直线电机动子21c2沿y方向运动时可以带动x向运动机构22沿y方向运动，同时，第一滑块21a2跟随x向运动机构22在第一导轨21a1上滑动。x轴直线电机定子22b可以驱动x轴直线电机动子22c沿x轴往复运动，x轴直线电机定子22b可以带动z向运动机构23沿x轴方向运动。z轴驱动组件23b能够驱动z轴活动板23c沿z方向往复运动。z轴活动板23c上可以安装点胶设备，点胶设备可以对位于z向运动机构23下方的产品进行点胶。需要说明的是，可以通过控制设备精准设置需要点胶的位置，例如是设置点坐标（x，y，z），然后通过分别设置xyz向运动机构的移动行程，使得点胶设备实现精准点胶。
46.本发明实施例，通过在滑动组件21a正上方设置y轴驱动组件21c，使得x向运动机构22在x轴方向上的运动行程能够增加，使得下方产品点胶区域能够增大。从而提高工作效率。同时，通过将y轴驱动组件21c设置在滑动组件21a正上方，使得两个滑动组件21a之间的活动空间能够增大，从而使得z轴活动板23c能够安装的设备种类可以增加，例如是体积较大的设备，提高三轴运动装置的使用率。再者，由于直线电机带有磁性，通过将y轴驱动组件21c设置在滑动组件21a正上方，使得直线电机能够远离下方产品（产品一般为芯片，其表面可能带有金属碎屑），防止金属碎屑被y轴直线电机吸附，影响运动精度。
47.如图8所示，根据本发明实施例的三轴运动装置的安装方法，包括以下步骤：s1、将z向运动机构23的部件从前往后依次安装在x向运动机构22上。
48.s2、将x向运动机构22的部件从上至下安装在y向运动机构21上。
49.s3、将y向运动机构21的部件从下至上安装在框架1上。
50.具体的，将z轴活动板23c安装至z轴驱动组件23b上，将z轴驱动组件23b安装至z轴安装板23a上。将z轴安装板23a安装至x轴直线电机动子22c上，将x轴直线电机动子22c安装至x轴直线电机定子22b上，将x轴直线电机定子22b安装至x轴横梁22a上。将x轴横梁22a安装至主动连接板3和从动连接板4上。将第一导轨21a1安装至框架1上，将第一滑块21a2安装至第一导轨21a1上，将主动连接板3和从动连接板4分别安装在两侧的第一滑块21a2上，将电机安装块5安装至主动连接板3上，将第一支撑柱21b1和第二支撑柱21b2安装至框架1上，将y轴直线电机动子21c2安装至电机安装块5上，将y轴直线电机定子21c1安装至第一支撑柱21b1和第二支撑柱21b2的顶端，将y轴横梁21b3的两端分别固定在第一支撑柱21b1和第二支撑柱21b2上，至此，整个三轴运动装置安装完毕。
51.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的
示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
52.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。