WO2012177175A2 - Линейное позиционирующее устройство - Google Patents
Линейное позиционирующее устройство Download PDFInfo
- Publication number
- WO2012177175A2 WO2012177175A2 PCT/RU2012/000351 RU2012000351W WO2012177175A2 WO 2012177175 A2 WO2012177175 A2 WO 2012177175A2 RU 2012000351 W RU2012000351 W RU 2012000351W WO 2012177175 A2 WO2012177175 A2 WO 2012177175A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- nut
- screw
- movable part
- drive screw
- drive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C29/00—Bearings for parts moving only linearly
- F16C29/04—Ball or roller bearings
- F16C29/06—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
- F16C29/068—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track
- F16C29/0683—Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a rail or rod of circular cross-section, i.e. the linear bearing is not suited to transmit torque
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
- F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
- F16M11/02—Heads
- F16M11/04—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
- F16M11/043—Allowing translations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/0002—Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/2003—Screw mechanisms with arrangements for taking up backlash
Definitions
- the utility model relates to the field of instrumentation and can be used in devices that provide accurate mutual positioning of the object and the measuring or processing tool.
- Such devices include, for example, one-, two- and three-coordinate machines, in which the utility model can be used in an element that provides positioning of an object or tool in one coordinate.
- a linear positioning device is known in the art in which a stage equipped with a pneumatic support is the movable part of the device (JP60113816A, F16C32 / 06, 06/20/1985).
- the table is rigidly connected to a nut, which has a screw connection with a drive screw mounted on a fixed part.
- the screw is driven by an electric motor; as a result, the nut and the table move in a linear direction.
- the electric motor is connected to the screw through a reduction gear, between the drive elements of which there are also backlashes that impair the accuracy of positioning.
- the objective of the utility model is to develop a solution to improve the accuracy of the linear positioning device.
- a linear positioning device containing moving and stationary parts is proposed.
- the movable part is connected to a nut having helical engagement with a drive screw that is mounted on the fixed part.
- this drive screw is connected to the axis the worm gear wheels, the screw engagement of the nut and the drive screw is non-self-locking, and a constant force is applied to the movable part of the device, providing a nut action directed along the longitudinal axis of the drive screw.
- the movable part may be attached to the nut.
- the nut may be associated with a support element mounted on a rail mounted on a fixed part.
- the movable part in the direction of constant force can be supported by the support element.
- the contact of the movable part and the support element can be carried out at essentially one point.
- the screw engagement of the nut and the drive screw can be made in the form of a threaded connection with a large angle of elevation of the thread or in the form of a ball screw transmission.
- the technical result of the utility model is to exclude the influence of backlash in the transmission of the drive screw-nut, as well as in the gearbox between the electric motor and the drive screw on the accuracy of movement of the moving part.
- figure 1 linear positioning device, top view
- figure 2 - linear positioning device, view A;
- Fig. 3 - worm gear linear positioning device, section BB.
- the linear positioning device shown in figures 1 and 2 made in the form of a single-coordinate table.
- the movable part of the device comprises a platform 1, and the stationary part has a base 2.
- the platform is mounted on the base on pneumatic bearings that create a force in the vertical direction and are formed with the help of the guides 3 fixed on the base and the wedges 4 fixed on the platform.
- the device is equipped with an additional pneumatic support creating a force in the horizontal direction and made with the help of the guide 5 and the wedge b, which are mounted respectively on the base and the platform.
- the wedge 6 is connected to the traverse 7 of the platform by means of corner elements 8 and 9, moreover, the connections of the corner elements to each other, as well as to the wedge and the traverse, are made using screws. This method of connecting wedges and platforms allows you to minimize the impact of performance errors on all the contacting surfaces of the above elements by the amount of air gap between the guide 5 and the wedge 6, which is achieved due to the mutual movement of the corner elements within the gaps in the screw joints.
- the corner element 9 is connected to a nut 10 mounted on the drive screw 11.
- the drive screw is driven by the worm gear 12, the screw being connected to the axle 13 of the wheel of the worm gear 14.
- the connection of the drive screw and the axis of the worm wheel can be achieved by performing these elements as one whole or their hard coaxial attachment of one to another.
- the nut When the screw rotates, the nut, unable to turn, moves in the longitudinal direction.
- the nut can be rigidly attached to the corner element 9 to which a constant force is applied, in this case realized by a cable 17 wound on the spring element 18.
- the corner element 9 rests in the direction of constant force on the support element connected to the nut 15, which is mounted on a guide 16 fixed to the base.
- the contact of the corner element 9 and the support element 15 is made using a ball and a flat surface and is carried out in the region 20, which is essentially a point.
- the point contact area reduces the accuracy requirements for contact surfaces.
- the platform is moved by the force applied to the corner element 9 from the nut, and when the drive shaft is rotated in the opposite direction, the platform is moved by the force applied to the angular element 9 from the spring element.
- Non-self-locking helical gearing in the context of this application refers to helical gearing in which the nut is able to move along the screw under the influence of the force applied to the nut in the direction of the screw axis.
- Examples of non-self-locking helical gears include a threaded joint with a large pitch angle or a ball screw gear. If the drive screw were not connected to
- the worm gear like any gear, is characterized by a certain backlash formed due to the gap between its elements - the worm screw 19 and the worm wheel 14.
- the worm gear is self-braking, i.e. the rotation of the worm wheel is permissible only within the clearance between the teeth of the worm wheel and the worm screw. Since the drive screw is connected to the axis of the worm wheel, under the influence of the spring element, the nut rotates the worm wheel, for example, in direction B, ensuring constant contact between the teeth of the wheel and the screw.
- linear positioning device in the form of a single-coordinate table is a special case of a utility model that can be used in other devices or their elements that provide linear movement, for example, in portals of coordinate machines.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области приборостроения и может быть применена в устройствах, обеспечивающих точное взаимное позиционирование объекта и измерительного или обрабатывающего инструмента. Линейное позиционирующее устройство содержит подвижную и неподвижную части. Подвижная часть соединена с гайкой, входящей в винтовое зацепление с приводным винтом, установленным на неподвижной части. Приводной винт жестко соединен с осью колеса червячного редуктора. Винтовое зацепление гайки и приводного винта выполнено несамотормозящимся. К подвижной части устройства приложено постоянное усилие, обеспечивающее направленное вдоль продольной оси приводного вала воздействие на гайку. Достигается повышение точности перемещения подвижной части за счет выбора зазоров между приводным винтом и гайкой, а также в червячном редукторе.
Description
ЛИНЕЙНОЕ ПОЗИЦИОНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
Полезная модель относится к области приборостроения и может быть применена в устройствах, обеспечивающих точное взаимное позиционирование объекта и измерительного или обрабатывающего инструмента. К таким устройствам относятся, например, одно-, двух- и трехкоординатные машины, в которых полезная модель может быть использована в элементе, обеспечивающем позиционирование объекта или инструмента по одной координате.
Из уровня техники известно линейное позиционирующее устройство, в котором предметный столик, снабженный пневматической опорой, представляет собой подвижную часть устройства (JP60113816A, F16C32/06, 20.06.1985). Столик жестко соединен с гайкой, которая имеет винтовое соединение с приводным винтом, установленным на неподвижной части. Винт приводится во вращение электромотором, в результате гайка вместе со столиком перемещается в линейном направлении.
Данное решение выбрано в качестве прототипа полезной модели. Его недостатком является недостаточная точность позиционирования столика вследствие наличия люфта в винтовой передаче между приводным винтом и гайкой.
Кроме того, для повышения точности позиционирования электромотор соединяют с винтом через понижающий редуктор, между приводными элементами которого также имеется люфты, ухудшающие точность позиционирования.
Задачей полезной модели является разработка решения, позволяющего повысить точность работы линейного позиционирующего устройства.
Для решения этой задачи предложено линейное позиционирующее устройство, содержащее подвижную и неподвижную части. Подвижная часть соединена с гайкой, имеющей винтовое зацепление с приводным винтом, который установлен на неподвижной части. При этом приводной винт соединен с осью
колеса червячного редуктора, винтовое зацепление гайки и приводного винта выполнено несамотормозящимся, а к подвижной части устройства приложено постоянное усилие, обеспечивающее направленное вдоль продольной оси приводного винта воздействие на гайку.
Подвижная часть может быть прикреплена к гайке.
Гайка может быть связана с опорным элементом, установленным на направляющей, закрепленной на неподвижной части. При этом подвижная часть в направлении постоянного усилия может опираться на опорный элемент. В последнем случае контакт подвижной части и опорного элемента может быть осуществлен, по существу, в одной точке.
Винтовое зацепление гайки и приводного винта может быть выполнено в виде резьбового соединения с большим углом подъема резьбы или в виде шариковой винтовой передачи.
Технический результат полезной модели состоит в исключении влияния люфтов в передаче приводной винт-гайка, а также в редукторе между электромотором и приводным винтом на точность перемещения подвижной части.
Осуществление полезной модели будет пояснено ссылками на фигуры: фиг.1 - линейное позиционирующее устройство, вид сверху;
фиг.2 - линейное позиционирующее устройство, вид А;
фиг.З - червячный редуктор линейного позиционирующего устройства, разрез Б-Б.
Линейное позиционирующее устройство, изображенное на фиг.1 и 2, выполнено в виде однокоординатного стола. Подвижная часть устройства содержит платформу 1 , а неподвижная - основание 2. Платформа установлена на основании на пневматических опорах, создающих усилие в вертикальном направлении и образованных при помощи закрепленных на основании направляющих 3 и закрепленных на платформе танкетках 4.
Для удержания платформы в поперечном направлении устройство снабжено дополнительной пневматической опорой, создающей усилие в горизонтальном направлении и выполненной при помощи направляющей 5 и танкетки б, которые закреплены соответственно на основании и платформе. Танкетка 6 соединена с траверсой 7 платформы посредством угловых элементов 8 и 9, причем соединения угловых элементов друг с другом, а также с танкеткой и траверсой выполнены при помощи винтов. Такой способ соединения танкетки и платформы позволяет минимизировать влияние погрешности выполнения всех
контактирующих поверхностей указанных выше элементов на величину воздушного зазора между направляющей 5 и танкеткой 6, что обеспечивается за счет взаимного перемещения угловых элементов в пределах зазоров в винтовых соединениях.
Угловой элемент 9 соединен с гайкой 10, установленной на приводном винте 11. Приводной винт приводится во вращение посредством червячного редуктора 12, причем винт соединен с осью 13 колеса червячного редуктора 14. Соединение приводного винта и оси червячного колеса может быть обеспечено при выполнении указанных элементов как одно целое или жесткого соосного их прикрепления одного к другому.
При вращении винта гайка, лишенная возможности поворачиваться, перемещается в продольном направлении. Г айка может быть жестко прикреплена к угловому элементу 9, к которому приложено постоянное усилие, в данном случае реализованное при помощи троса 17, намотанного на пружинный элемент 18. Однако в предпочтительном случае угловой элемент 9 опирается в направлении постоянного усилия на связанный с гайкой опорный элемент 15, который установлен на направляющей 16, закрепленной на основании. Контакт углового элемента 9 и опорного элемента 15 выполнен при помощи шарика и плоской поверхности и осуществлен в области 20, которая является, по существу, точкой. Точечная область контакта позволяет снизить требования к точности выполнения контактирующих поверхностей.
Таким образом, при вращении приводного винта в сторону, обеспечивающую перемещение гайки в направлении редуктора, перемещение платформы осуществляется под действием силы, приложенной к угловому элементу 9 от гайки, а при вращении приводного вала в обратную сторону перемещение платформы осуществляется под действием силы, приложенной к угловому элементу 9 от пружинного элемента.
Винтовое зацепление гайки и приводного вала выполнено несамотормозящимся. Под несамотормозящимся винтовым зацеплением в контексте данной заявки понимается винтовое зацепление, при котором гайка способна перемещаться по винту под воздействием силы, приложенной к гайке в направлении оси винта. Примерами несамотормозящихся винтовых зацеплений могут служить резьбовое соединение с большим углом подъема резьбы или шариковая винтовая передача. Если бы приводной винт не был соединен с
з
колесом червячного редуктора, то гайка под воздействием силы от пружинного элемента переместилась бы из положения I в положение II.
Червячная передача, как и любая зубчатая передача, характеризуется некоторым люфтом, образующимся из-за зазора между ее элементами - червячным винтом 19 и червячным колесом 14. При этом червячная передача является самотормозящейся, т.е. вращение червячного колеса допустимо только в пределах зазора между зубцами червячного колеса и червячного винта. Поскольку приводной винт соединен с осью червячного колеса, то под воздействием пружинного элемента гайка проворачивает червячное колесо, например, в направлении В, обеспечивая постоянный контакт зубцов колеса и винта.
Таким образом, в любой момент времени обеспечивается отсутствие люфтов между червячным колесом и червячным винтом, а также между приводным винтом и гайкой, что повышает точность позиционирования подвижной части линейного позиционирующего устройства относительно неподвижной.
Следует отметить, что выполнение линейного позиционирующего устройства в виде однокоординатного стола является частным случаем полезной модели, которая может быть использована и в иных устройствах или их элементах, обеспечивающих линейное перемещение, например, в порталах координатных машин.
Claims
1. Линейное позиционирующее устройство, содержащее подвижную и неподвижную части, при этом подвижная часть соединена с гайкой, входящей в винтовое зацепление с приводным винтом, установленным на неподвижной части, отличающееся тем, что приводной винт соединен с осью колеса червячного редуктора, винтовое зацепление гайки и приводного винта выполнено несамотормозящимся, а к подвижной части устройства приложено постоянное усилие, обеспечивающее направленное вдоль продольной оси приводного вала воздействие на гайку.
2. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что подвижная часть прикреплена к гайке.
3. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что гайка связана с опорным элементом, установленным на направляющей, закрепленной на неподвижной части, при этом подвижная часть в направлении постоянного усилия опирается на опорный элемент.
4. Устройство по п.З, отличающееся тем, контакт подвижной части и опорного элемента осуществлен, по существу, в одной точке.
5. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что винтовое соединение гайки и приводного вала выполнено в виде резьбового соединения с большим углом подъема резьбы.
6. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что винтовое соединение гайки и приводного вала выполнено в виде шариковой винтовой передачи.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011125357 | 2011-06-21 | ||
| RU2011125357 | 2011-06-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2012177175A2 true WO2012177175A2 (ru) | 2012-12-27 |
| WO2012177175A3 WO2012177175A3 (ru) | 2013-03-07 |
Family
ID=47423133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2012/000351 Ceased WO2012177175A2 (ru) | 2011-06-21 | 2012-05-03 | Линейное позиционирующее устройство |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2012177175A2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109596025B (zh) * | 2018-11-30 | 2021-01-08 | 重庆程顺汽车配件制造有限公司 | 一种汽车零部件孔位检验装置及其使用方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60113816A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-20 | Miyoutoku:Kk | エア−スライド装置 |
| SU1357192A1 (ru) * | 1986-04-03 | 1987-12-07 | Институт сверхтвердых материалов АН УССР | Устройство дл автоматического позиционировани на упоре рабочего органа станка |
| RU44363U1 (ru) * | 2004-09-16 | 2005-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" | Устройство для позиционирования |
-
2012
- 2012-05-03 WO PCT/RU2012/000351 patent/WO2012177175A2/ru not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012177175A3 (ru) | 2013-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103323175B (zh) | 多功能力加载装置及六维力传感器标定方法 | |
| CN104697453B (zh) | 一种用于绳子长度的高精度自动测量装置 | |
| CN205482818U (zh) | 一种立式波纹管膨胀节波距检测装置 | |
| CN107461580B (zh) | 一种高精度、高负载直线位移平台 | |
| CN201033721Y (zh) | 一种医疗器械用四导柱自动升降台机构 | |
| CN103940342A (zh) | 一种对滚式弧面凸轮加工精度检测装置 | |
| CN110672050A (zh) | 一种能精确调节并测量环头螺钉伸缩杆长度的装置及方法 | |
| CN103008773A (zh) | 一种螺母旋转滚珠丝杠副传动单元 | |
| WO2012177175A2 (ru) | Линейное позиционирующее устройство | |
| RU2018132677A (ru) | Устройство для регулирования операционного стола по высоте | |
| RU109846U1 (ru) | Линейное позиционирующее устройство | |
| CN102523476B (zh) | 一种大口径设备电视测量系统直线式调光切换机构 | |
| CN201513537U (zh) | 丝杠支撑装置 | |
| CN102243357B (zh) | 可二维微调的微型电动平移台 | |
| CN110568581A (zh) | 一种高精度电动反射镜架 | |
| CN110987394A (zh) | 一种三自由度过顶跟踪测试转台 | |
| CN211449562U (zh) | 一种高精度两轴运动的装置 | |
| CN105065871B (zh) | 一种用于超精密仪器的分度装置 | |
| CN203572654U (zh) | 丝杠螺母副精度测试台 | |
| JP5304570B2 (ja) | リニアモータ位置検出システム | |
| JP6540208B2 (ja) | 駆動装置 | |
| CN114346735A (zh) | 直线进给装置 | |
| DE102023116942B4 (de) | Messvorrichtung | |
| CN204755815U (zh) | 一种微动进给机构 | |
| CN105619091A (zh) | 改进的旋转工作台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12801993 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12801993 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |