一种单轨分离式凸轮滑台的制作方法

本发明涉及一种滑台，特别是一种单轨分离式凸轮滑台。

背景技术：

直线滑台是一种能提供直线运动的机械结构，可卧式或者立式使用，也可以组合成特定的运动机构使用--即自动化行业中通常称为xy轴、xyz轴等多轴向运动机构。一般来说，直线滑台会具有驱动部分和滑动部分，传统直线滑台的驱动部分各种各样，但这些驱动部分（传动副）在使用过程中，均暴露出不同的问题：

1、油压升降结构。油缸的活塞长期使用后会磨损油封，导致油缸出现漏油现象，在进行垂直升降运动时容易出现掉落的问题，存在安全隐患。

2、丝杆螺母结构。丝杠螺母结构作为传动副，其工作行程由丝杠的长度进行限制，如需要长行程的运动传递，则需要配置较长的丝杠，成本相对较高，而且丝杠螺母结构作为传动副实现纵向上的运动时，在驱动马达停机时，仍然存在一定的安全隐患。

3、吊索、钢索结构。此类结构在长期使用且不检修的情况下，存在钢索断裂的风险。

4、齿轮齿排结构。齿轮齿排传动副在工作过程中，齿轮上始终只有三个齿面与齿排上的齿相互接触，在启动或停止的瞬间，传动声音较大，产生噪音；而且齿轮与齿排之间的接触面积极小（实际上二者之间仅为线接触），一方面会产生应力集中，导致滑台的整体负载受到严重的限制，另一方面还会影响到滑台的整体使用寿命。同时在传递运动的过程中，齿轮与齿条之间必不可免的会在相互接触的状态下发生相对运动，这样在接触线的部分就会产生磨损，长时间工作后会影响齿轮齿条传动副的使用寿命和可靠性。

上述机构在进行平面方向上的运动传递时，存在一定的问题倒还在可接受的范围内，但在进行竖直方向上的运动传递时，由于存在上述缺陷和问题，稍有不慎，就会导致载荷从高处落下，存在非常大的安全隐患。而且在长行程、高载荷的条件下，基本无法实现高速、精准的移动，同时也没办法实现任意时刻任意高度的停止，导致运动传递的精准度较差；

因此现在需要一种能够解决上述问题的方法或装置。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提出一种结构简单，设计巧妙，运用灵活可靠，安全系数高，负载大、使用寿命长的单轨分离式凸轮滑台。

本发明的技术解决方案是：一种单轨分离式凸轮滑台，其特征在于：所述的滑台包括线轨固定座1，线轨固定座1上设置有线轨2，在所述线轨2的上表面设置有多个均匀分布的滚子3，并且所述的滚子3在线轨2的长度方向上均匀分布，所述滑台还包括滑块固定座4，所述滑块固定座4的底部设置有与线轨2相匹配的滑块部分5，同时滑块固定座4上固定连接有蜗杆式凸轮固定座6，所述蜗杆式凸轮固定座6内转动支撑有蜗杆式凸轮7，同时所述的蜗杆式凸轮7与所述线轨2上的滚子3相配，蜗杆式凸轮7的轴向齿距与滚子3的直径相等，在蜗杆式凸轮固定座6上还设置有伺服马达8，所述伺服马达通过皮带轮传动副与所述蜗杆式凸轮7的端部相连，在蜗杆式凸轮固定座6的两端还设置有支撑板9，两个支撑板9的顶端共同支撑有移动工作平台10，

所述蜗杆式凸轮7包括中心轴11，所述中心轴10上设置有长键12，在中心轴11上套接有多个凸轮单元13，所述凸轮单元13的正面设置有一对限位销孔，而凸轮单元13的背面则设置有一对限位销14，且所述的限位销14与限位销孔相匹配，所述中心轴11的一端设置有固定限位部分15，中心轴11的另一端套接有限位锁紧套16，多个所述的凸轮单元13依次连接在中心轴11上时，形成蜗杆式凸轮7。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

本种结构形式的单轨分离式凸轮滑台，其结构简单，设计巧妙，布局合理，它针对传统滑台多使用齿轮齿条传动副进行运动的传递，而由之产生的种种问题，设计出一种特殊的滑台结构，它创造性地设计出一套特殊的传动副，即利用一种蜗杆式凸轮，与固定设置的多个滚子匹配，这里的滚子起到齿的作用，但又能够自由旋转，由于蜗杆式凸轮的轴向齿间距与滚子的直径相等，因此当蜗杆式凸轮上的螺旋齿嵌入相邻的滚子之间时，滚子的侧面会同时与两个螺旋齿接触，这样在蜗杆式凸轮转动时，由于滚子与螺旋齿之间存在摩擦力，因此滚子也会做相应的转动动作，也就是说滚子与螺旋齿之间并不会发生相对运动，从而避免了二者之间的摩擦。

与传统的齿轮齿条式传动机构相比，这种传动机构在任意时刻，蜗杆式凸轮都会同时与多个滚子相接触，即蜗杆式凸轮与多个滚子之间存在多条接触线，而接触线的数量则取决于蜗杆式凸轮上螺旋齿的数量，因此设计者可根据设计需求进行螺旋齿数量的确定，进而达到调整接触线数量的目的。接触线的数量越多，本滑台所能承担的负载越大，自锁能力越强，因此即便出现了马达停机的状况，本种滑台在垂直方向上也不会掉落。同时本滑台运转过程中发出的声音极小，且能实现高扭矩旋转以及大负载的高速缓冲定位；本种滑台的有效行程，取决于其中齿排的长度，由于齿排的结构相对简单，因此理论上说这种滑台可实现任意长度的行程。

更重要的是，本滑台中所使用的蜗杆式凸轮，与传统的蜗杆相比，最大的特点在于采用了模块化的设计，传统的蜗杆必须采用一体成形的工艺进行生产和加工，最终的产品受到的限制太多，无法根据实际情况和需要进行凸轮数量上的调整，而本种蜗杆式凸轮，其上所有的凸轮单元都能够经过简单操作进行拆装，从而让操作人员根据需要，获得不同凸轮数量的蜗杆式凸轮，理论上说，可以获得任意长度的蜗杆式凸轮。

并且这种滑台的制作工艺简单，制造成本低廉，因此可以说它具备了多种优点，特别适合于在本领域中推广应用，其市场前景十分广阔。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例的爆炸图。

图3是本本发明实施例中蜗杆式凸轮的爆炸图（局部）。

具体实施方式

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1、图2、图3所示：一种单轨分离式凸轮滑台，包括线轨固定座1，线轨固定座1上设置有线轨2，在所述线轨2的上表面设置有多个均匀分布的滚子3，并且所述的滚子3在线轨2的长度方向上均匀分布，所述滑台还包括滑块固定座4，所述滑块固定座4的底部设置有与线轨2相匹配的滑块部分5，同时滑块固定座4上固定连接有蜗杆式凸轮固定座6，所述蜗杆式凸轮固定座6内转动支撑有蜗杆式凸轮7，同时所述的蜗杆式凸轮7与所述线轨2上的滚子3相配，蜗杆式凸轮7的轴向齿距与滚子3的直径相等，在蜗杆式凸轮固定座6上还设置有伺服马达8，所述伺服马达通过皮带轮传动副与所述蜗杆式凸轮7的端部相连，在蜗杆式凸轮固定座6的两端还设置有支撑板9，两个支撑板9的顶端共同支撑有移动工作平台10，

所述蜗杆式凸轮7包括中心轴11，所述中心轴10上设置有长键12，在中心轴11上套接有多个凸轮单元13，所述凸轮单元13的正面设置有一对限位销孔，而凸轮单元13的背面则设置有一对限位销14，且所述的限位销14与限位销孔相匹配，所述中心轴11的一端设置有固定限位部分15，中心轴11的另一端套接有限位锁紧套16，多个所述的凸轮单元13依次连接在中心轴11上时，形成蜗杆式凸轮7。

本发明实施例的单轨分离式凸轮滑台的工作过程如下：将需要运载的工件放置在移动工作平台10上，然后启动伺服马达8，伺服马达8通过皮带轮传动副带动蜗杆式凸轮7转动，由于蜗杆式凸轮7与线轨2上表面的多个滚子3相匹配（啮合），因此蜗杆式凸轮7转动时会驱动整个滑块固定4相对于线轨2运动，在此过程中，滑块固定座4底部的滑块部分5会在线轨2上滑动，实现了将伺服马达8的扭矩输出转化为直线输出的目的；

由于蜗杆式凸轮7上的所有螺旋齿都会与线轨2上的滚子4接触，因此上述运动发生的过程中，蜗杆式凸轮7与多个滚子4之间相当于存在多条接触线，与传统的齿轮齿条传动副相比，不仅接触面积增大了，同时多条接触线在线轨2的长度方向上均匀分布，让运动的传递更加稳定，同时也可以承载更大的负载；

同时在蜗杆式凸轮7与滚子4接触后，滚子4也会沿着自身的轴线做转动，理论上说，在运动过程中蜗杆式凸轮7与滚子4之间并没有相对摩擦，从而可以让运动的传递更加精准，尽可能地减少不必要的能耗，且避免了因摩擦而造成的出现磨损、影响使用寿命等问题。

本滑台中所使用的蜗杆式凸轮7，与传统的蜗杆相比，最大的特点在于采用了模块化的设计，传统的蜗杆必须采用一体成形的工艺进行生产和加工，最终的产品受到的限制太多，无法根据实际情况和需要进行凸轮数量上的调整，而本种蜗杆式凸轮7，其上所有的凸轮单元13都能够经过简单操作进行拆装，从而让操作人员根据需要，获得不同凸轮数量的蜗杆式凸轮7，理论上说，可以获得任意长度的蜗杆式凸轮7。