一种具有限位结构的滚珠丝杠的制作方法

本实用新型涉及一种滚珠丝杠，尤其涉及一种具有限位结构的滚珠丝杠。

背景技术：

滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品，是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，具有高精度、可逆性和高效率的特点，由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

传统上，滚珠丝杠在作业时，通常选用带刹车电机或伺服电机来实现运行过程中滚珠丝杠的自锁；而丝杠限位方式则采用限位开关及直线导轨的一端设置硬限位的铁块来实现限位，然而这种方式在实际使用过程中会出现限位开关失灵，电机转动带动丝杠转动，丝杠上的螺母或工作台在移动过程中无法限位，造成硬限位铁块损毁，进而造成丝杠和滚珠的摩擦增大，损毁丝杠轨道和滚珠，严重影响滚珠丝杠的使用。

因此，本领域技术人员致力于开发一种极大程度提高限位功能、且保护丝杠及滚珠不被损坏的限位结构，以解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型有必要提供一种具有限位结构的滚珠丝杠，以解决上述背景技术中存在的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种具有限位结构的滚珠丝杠，包括丝杠、螺母、丝杠主轴承、联轴器、电机；所述丝杠外部套设所述螺母，所述丝杠的两端安装在所述丝杠主轴承上，其中一端通过所述联轴器与所述电机连接，实现所述丝杠的驱动；所述丝杠上所述螺母的行程终端设置有限位开关，以控制所述螺母的移动位置，进而控制所述工作台的移动位置；所述电机的输出端安装编码器，所述编码器获取所述电机的转动状态；所述电机上还安装有行程开关，通过所述行程开关控制所述电机的转速；

所述滚珠丝杠还包括控制器，所述控制器分别与所述编码器和所述行程开关连接，获取所述编码器采集的所述电机的转动状态，并控制所述行程开关控制所述电机的转速。

进一步的，所述电机与所述丝杠传动之间还可以安装扭矩限制器，通过所述扭矩限制器进行过载保护，以使得前述行程开关和限位开关失效时，扭矩限制器控制所述电机与所述丝杠脱开，以防止机械损坏。

进一步的，所述扭矩限制器包括摩擦式扭矩限制器和电磁离合器。

进一步的，所述扭矩限制器与所述控制器连接，所述控制器内设置所述电机的扭矩阈值，当所述控制器获取的电机状态中扭矩超出阈值范围，控制所述扭矩限制器进行过载保护。

进一步的，对于往复运动的滚珠丝杠而言，所述限位开关至少设置在往返行程的终端位置。

进一步的，所述行程开关与所述限位开关可以设置为同一种开关。

进一步的，所述限位开关的后续行程中安装硬限位块，进行硬限位。

进一步的，所述硬限位块与所述限位开关的数量相同。

进一步的，所述扭矩限制器的离合控制操作为所述电机桩基硬限位块之后进行的操作。

本实用新型提供的具有限位结构的滚珠丝杠，具有如下技术效果：

（1）该设备结构简单，操作方便；

（2）该设备通过限位开关、行程开关以及编码器和扭矩限制器的结合，形成双重限位和过载保护，有效防止限位失效后机械的损坏；

（3）该设备中编码器的添加可实时获取电机转动的角度、速度状态，并通过控制器进行精确控制；

（4）该设备增加滚珠丝杆作业的安全性。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

图1是本实用新型具体实施方式中滚珠丝杠的限位结构示意图。

附图标记：

1、丝杠；2、螺母；3、丝杠主轴承A；4、丝杠主轴承B；5、联轴器；6、电机；

7、丝杠螺纹滚道；8、限位开关A；9、限位开关B；10、行程开关；11、编码器；12、控制器；13、扭矩限制器；14、硬限位块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1 所示是一种具有限位结构的滚珠丝杠，包括丝杠1、螺母2、丝杠主轴承A3、丝杠主轴承B4、联轴器5、电机6；丝杠1外部套设螺母2，丝杠1的两端安装在丝杠主轴承A3和丝杠主轴承B4上，其中一端通过联轴器5与电机6连接，实现丝杠1的驱动；丝杠1上设置丝杠螺纹滚道7以供滚珠循环；丝杠1上螺母2的行程终端设置有限位开关，以控制螺母2的移动位置，进而控制工作台的移动位置；如图所示，限位开关设置两个分别为限位开关A8和限位开关B9，位于螺母2往返行程的终端位置；位于螺母2行程中限位开关后续行程的位置上还设置有硬限位块14，硬限位块14与限位开关的数量相同，如图所示设置两个；电机6的输出端安装编码器11，编码器11获取电机6的转动状态；电机6上还安装有行程开关10，通过行程开关10控制电机6的转速。

滚珠丝杠1还包括控制器12，控制器12分别与编码器11和行程开关10连接，获取编码器11采集的电机6的转动状态，具体为电机6的转角和转速状态，控制器12内设定电机6的程序数据，控制器12根据编码器11采集的电机6信号，对比其内设定的电机6数据控制行程开关10，进而控制电机6的转速。

电机6与丝杠1传动之间安装扭矩限制器13，通过扭矩限制器13进行过载保护，以使得前述行程开关10和限位开关失效时，扭矩限制器13控制电机6与丝杠1脱开，以防止机械损坏。

扭矩限制器13与控制器12连接，控制器12内设置电机6的扭矩阈值，当控制器12获取的电机6状态中扭矩超出阈值范围，扭矩限制器13以打滑形式限制电机6所传动的扭力，打滑的同时也能一个信号输出停掉电机6和减速机，当过载情形消失后自行恢复联结，以防止了机械损坏，避免了昂贵的停机损失。

扭矩限制器13可以选择适用摩擦式扭矩限制器13或电磁离合器。

需要说明的是，行程开关10与限位开关可以设置为同一种开关。

基于上述结构，当需要进行限位的时候，电机6转动，控制丝杠1上的螺母2继续向行程方向移动到限位开关处，进行第一次限位，限位开关接触螺母2及其上的工作台后，限位开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合，控制电路和电机6的切断；若限位开关切断成功，则限位结束；若限位开关失灵，编码器11获取电机6转速并传输到控制器12，控制器12比对电机6数据，控制行程开关10控制电机6减速，进行第二次限位；如同前述，若二次限位成功则限位结束，若是失灵，则电机6撞击限位开关后续进程中的硬限位块14，需要进行电机6与丝杠1分离操作；电机6在触碰硬限位块14后，扭矩发生变化，控制器12获取电机6数值后，与控制器12内电机6扭矩数值进行比对，超出扭矩阈值则控制扭矩限制器13进行过载保护，分离电机6与丝杠1，防止机械损坏，过载情况消失后回复联结。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性具体实施方式的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，具体实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。