一种气缸驱动的凸轮传动步进机构制造技术

本发明专利技术公开了一种气缸驱动的凸轮传动步进机构，主要包括支撑板、气缸、齿条、齿轮、传动轴、单向凸轮装置、顶杆组件、弹簧和从动组件，所述的支撑板一侧通过脚座固定气缸，气缸连接齿条，齿条固定于直线导轨的滑块上，齿轮连接传动轴一端，传动轴穿过支撑板，在传动轴另一端连接单向凸轮装置，单向凸轮装置包括凸轮和单向轴承，凸轮的轮缘上顶着水平放置的顶杆组件，顶杆组件上套有弹簧，且在支撑板另一侧设置从动组件，从动组件与支撑板另一侧顶杆组件通过连接板并行设置。本发明专利技术采用单向轴承和凸轮组合，实现单向间歇转动；凸轮采用模块化组装方式，采用气缸驱动，一个信号控制电磁运行阀的通断即可实现精准控制，满足不同生产节拍的要求。的要求。的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种气缸驱动的凸轮传动步进机构


[0001]本专利技术涉及自动化工业领域的步进机构，主要是一种气缸驱动的凸轮传动步进机构。

技术介绍

[0002]在机械工件输送中，当主动件作连续运动时，从动件作周期性的运动和停止的机构被称为步进机构。步进机构在自动化机械中广泛用于送进，制动，转位等工况。常见的步进运动机构可以分为棘轮机构，槽轮机构，凸轮机构，不完全齿轮机构等。其中，棘轮机构是一种由棘轮和棘爪组成的单向间歇运动机构，如自行车链轮。槽轮机构由一个带槽的槽轮与带圆销件的机构组成，可以实现单向周期性运动，如电影放映机。不完全齿轮机构采用一个齿数不完整的主动轮带动从动轮转动，从而实现单向间歇运动，如风扇的摇头机构。而凸轮机构是一种由凸轮，从动件以及机架组成的高副机构。它结构简单，紧凑，只要适当地设计凸轮的轮廓曲线，就可以将连续的旋转运动有效地转化为从动件往复的直线运动，从而实现复杂的运动规律。
[0003]此外，传统的步进机构常用步进电机控制，它虽然可以通过脉冲和方向信号准确控制步进机构，但是步进电机在运行一段过程后由于转角误差会进行累积而产生丢步现象或在停止时越步等情况。而棘轮机构等虽然可以将连续转动转化为单向的步进运动，但是其运动过程的往复精度很难保证。如果中间需要进行多次停顿或变换步进频率，棘轮机构等就无法实现单向步进运动的目的。为保证可靠且精确的步进运动，以往设计者会在机构增加更多复杂的零部件来实现生产目的，从而增加了加工难度和制作成本。基于此，本专利技术从精简结构，精确控制的角度出发，采用能够精确控制直线运动的气缸作为驱动动力源，将动力通过一系列的机构传导到凸轮机构上，从而实现间歇性的步进运动。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种气缸驱动的凸轮传动步进机构，通过对步进机构的结构设计，将气缸的直线运动转换为凸轮的单向转动，然后再通过凸轮转动实现从动组件上工件的单步或者多步进给。该结构方案运行可靠，结构简单，易于加工制作，能显著提高机构对生产要求的适应性。
[0005]本专利技术的目的是通过如下技术方案来完成的：
[0006]一种气缸驱动的凸轮传动步进机构，主要包括支撑板1、气缸2、齿条3、齿轮4、传动轴5、单向凸轮装置6、顶杆组件7、弹簧8和从动组件9；其特征是，单向凸轮装置6由凸轮61与单向轴承62组成，单向轴承保证了凸轮始终沿着一个方向转动；支撑板1一侧通过脚座21固定气缸2，气缸2连接齿条3，齿条3固定于直线导轨31的滑块上，齿轮4连接传动轴5一端，传动轴5穿过支撑板1，在传动轴5另一端连接单向凸轮装置6，单向凸轮装置6包括凸轮61和单向轴承62，凸轮61的轮缘上顶着水平放置的顶杆组件7，顶杆组件7上套有弹簧8；且在支撑板1另一侧设置从动组件9，从动组件9与支撑板1另一侧顶杆组件7通过连接板75并行设置。
[0007]所述的传动轴5的轴肩部分固定连接轴承51，与支撑板1的安装孔位采用过盈配合，轴端与单向轴承62采用键连接，单向轴承62与凸轮61采用键连接。
[0008]所述的顶杆组件7包括顶杆支撑座71、法兰72、顶杆73、滚轮组件74和连接板75；顶杆支撑座71固定连接于支撑板1上，且顶杆支撑座71侧面设有法兰72，顶杆73穿过法兰72，顶杆73杆端设有弹簧8，弹簧8一侧设有连接板75，顶杆73顶端设有滚轮组件74。
[0009]所述的连接板75与顶杆73连接部分采用焊接，与从动组件9中的第二连接板92采用螺栓固定。
[0010]所述的滚轮组件74包括滚轮支撑座741和滚轮742，在顶杆73顶端固定连接滚轮支撑座741，滚轮支撑座741上设有滚轮742，采用螺杆和螺母固定。
[0011]所述的从动组件9包括执行机构安装底座91、第二连接板92和直线导轨模组93，直线导轨模组93上下对称设置在支撑板1上，直线导轨模组的滑块固定连接第二连接板92。
[0012]所述的凸轮61根据运动曲线对应设计不同曲率半径的凸轮零件，实现不同规格工件和不同步进距离与生产节拍的需求。
[0013]所述的执行机构安装底座91根据传送工件的形状和规格同步调整。
[0014]本专利技术的一种气缸驱动的凸轮传动步进机构的操作方法，其特征是，当气缸2的导杆推出时，经过齿轮4和齿条3的传动，此时的单向轴承62呈锁死状态，故凸轮61与齿轮4同向旋转，推动顶杆组件7，从而带动从动组件9移动；当气缸1的导杆缩回时，单向轴承62呈活动状态，凸轮61不会与齿轮4同步转动，从而凸轮61停转于起始点位置，再重复下一动作时，顶杆组件7在弹簧8的作用下复位。
[0015]本专利技术采用可以准确控制直线运动的气缸作为驱动动力源，通过齿轮齿条组合将动力传导到凸轮。由于凸轮和齿轮通过传动轴进行连接，齿轮旋转的过程中带动凸轮进行旋转运动。为了应对不同规格工件和不同步进距离与生产节拍的需求，在不增加零件的前提下可以根据运动曲线对应设计不同曲率半径的凸轮零件来实现。同时，为避免气缸的导杆缩回时，凸轮会出现逆转现象，在传动轴与凸轮中间加入了单向轴承，保证凸轮始终只沿着一个方向转动。
[0016]本专利技术的有益效果为：
[0017]1、采用凸轮，可实现小间距的步进动作，且可更换不同曲率半径的凸轮以满足不同的生产节拍需求，如四阶段(移动
‑
停止
‑
移动
‑
停止)和六阶段(移动
‑
停止
‑
移动
‑
停止
‑
移动
‑
停止)等；
[0018]2、采用单向轴承，可使凸轮始终沿着一个方向转动，从而实现只需要单向动作复现的功能。
[0019]3、采用气缸驱动，控制简单，只需一个信号控制电磁运行阀的通断即可控制动作的，动作响应速度快，从而实现精准控制。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的支撑板单向凸轮装置侧结构示意图。
[0021]图2为本专利技术的支撑板从动组件一侧结构示意图。
[0022]图3为本专利技术的四阶段凸轮及其运动曲线图。
[0023]图4为本专利技术的六阶段凸轮及其运动曲线图。
[0024]图5为本专利技术的传动结构示意图。
[0025]图6为本专利技术的顶杆组件结构示意图。
[0026]图7为本专利技术的滚轮组件结构示意图。
[0027]图8为本专利技术的从动组件结构示意图。
[0028]附图标记说明：支撑板1，气缸2，脚座21，齿条3，直线导轨31，齿轮4，传动轴5，轴承51，单向凸轮装置6，凸轮61，单向轴承62，顶杆组件7，支撑座71，法兰72，顶杆73，滚轮组件74，滚轮支撑座741，滚轮742，连接板75，弹簧8，从动组件9，执行机构安装底座91，第二连接板92，直线导轨模组93。
具体实施方式
[0029]下面将结合附图对本专利技术做详细的介绍：
[0030]实施例1：这种气缸驱动的步进机构，如图1和图2所示，主要包括支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气缸驱动的凸轮传动步进机构，主要包括支撑板、气缸、齿条、齿轮、传动轴、单向凸轮装置、顶杆组件、弹簧和从动组件；其特征是，单向凸轮装置由凸轮与单向轴承组成，单向轴承保证了凸轮始终沿着一个方向转动；支撑板一侧通过脚座固定气缸，气缸连接齿条，齿条固定于直线导轨的滑块上，齿轮连接传动轴一端，传动轴穿过支撑板，在传动轴另一端连接单向凸轮装置，单向凸轮装置包括凸轮和单向轴承，凸轮的轮缘上顶着水平放置的顶杆组件，顶杆组件上套有弹簧；且在支撑板另一侧设置从动组件，从动组件与支撑板另一侧顶杆组件通过连接板并行设置。2.如权利要求1所述的一种气缸驱动的凸轮传动步进机构，其特征是，传动轴的轴肩部分固定连接轴承，与支撑板的安装孔位采用过盈配合，轴端与单向轴承采用键连接，单向轴承与凸轮采用键连接。3.如权利要求1所述的一种气缸驱动的凸轮传动步进机构，其特征是，顶杆组件包括顶杆支撑座、法兰、顶杆7、滚轮组件和连接板；顶杆支撑座固定连接于支撑板上，且顶杆支撑座侧面设有法兰，顶杆穿过法兰，顶杆杆端设有弹簧，弹簧一侧设有连接板，顶杆顶端设有滚轮组件。4.如权利要求3所述的一种气缸驱动的凸轮传动步进机构，其特征是，连接板与顶杆连接部分采用焊接，与从动组件中的第二连接板采用螺栓固定。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟强，黄国强，赵薇，周言，刘倩，
申请(专利权)人：天津大学浙江绍兴研究院，
类型：发明
国别省市：