[發明專利]一種能連續精確控制行程的電機氣缸聯動裝置

有效

• 申請號: 201310663221.2
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103629195A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 張軍;劉遙臻
• 申請（專利權）人: 石家莊辰啟科技有限公司
• 主分類號: F15B21/08
• 分類號: F15B21/08
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 曹淑敏;陳長庚

技術領域

本發明涉及一種通過伺服電機或步進電機對氣缸行走位置和行程進行快速精確控制的電機氣缸聯動裝置，屬于電機氣缸聯動設備技術領域。

背景技術

目前，公知的氣缸構造是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件等組成。通過控制活塞兩端氣壓的大小不同來實現活塞往復運動的功能。但是，由于普通氣缸不能做連續的位置控制，運行速度不平穩，且行程有限，因此限制了氣缸在很多領域的應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種位置可控、響應速度較快、運行平穩、應用范圍更加廣泛的能連續精確控制行程的電機氣缸聯動裝置。

解決上述技術問題的技術方案是：

一種能連續精確控制行程的電機氣缸聯動裝置，它包括電機、一級氣缸、二級氣缸、絲杠、導軌、氣缸支座，電機和氣缸支座通過導軌和絲杠相連接，一級氣缸、二級氣缸分別與氣缸支座相連接，一級氣缸后缸筒與二級氣缸前缸筒通過氣路連接，一級氣缸前缸筒與二級氣缸后缸筒通過氣路連接，一級氣缸的缸筒內徑大于二級氣缸的缸筒內徑。

上述能連續精確控制行程的電機氣缸聯動裝置，所述電機為伺服電機或步進電機，氣缸支座與絲杠通過絲杠螺母連接。?

上述能連續精確控制行程的電機氣缸聯動裝置，所述一級氣缸活塞桿與箱體固定，一級氣缸的缸筒和二級氣缸的缸筒通過氣缸支座連接。

上述能連續精確控制行程的電機氣缸聯動裝置，所述一級氣缸的缸筒與箱體固定，一級氣缸活塞桿和二級氣缸的缸筒通過氣缸支座連接。

本發明的有益效果是：

本發明采用兩個內徑不同的氣缸、伺服電機或步進電機、絲杠和氣缸支座組成，通過控制伺服電機或步進電機的轉動角度，可實現氣缸支座的連續位置控制，從而可以對二級氣缸的行程實現連續控制。本發明將伺服裝置和氣動裝置配合使用，既能滿足氣缸行程連續可控的要求，也能實現較快的響應速度，滿足運行平穩可靠的要求，而且不需要外接氣泵，節省了設備的重量和空間，具有節能環保的優點。

附圖說明

圖1是本發明的一種結構示意圖；

圖2是圖1的主視圖；

圖3是本發明的另一種結構示意圖；

圖4是圖3的主視圖。

圖中標記如下：電機1、一級氣缸2、一級氣缸活塞桿3、二級氣缸4、二級氣缸活塞桿5、氣缸支座6、導軌7、軸承8、絲杠9。

具體實施方式

本發明由電機1、一級氣缸2、二級氣缸4、絲杠9、導軌7、氣缸支6座組成。

本發明的總體結構是：

電機1為伺服電機或步進電機，氣缸支座6通過導軌7和絲杠9相連接，絲杠9通過絲杠螺母連接。一級氣缸2、二級氣缸4分別與氣缸支座6相連接，一級氣缸后缸筒與二級氣缸前缸筒通過氣路連接，一級氣缸前缸筒與二級氣缸后缸筒通過氣路連接，一級氣缸2的缸筒內徑大于二級氣缸4的缸筒內徑。

設定一級氣缸2的缸筒內徑為D，二級氣缸4的缸筒內徑為d，二級氣缸4的伸縮量是一級氣缸2的位移量的D/d倍。因此，當電機1控制氣缸支座6以某一速度V運動時，二級氣缸活塞桿5伸縮的速度為V+D/dV=(1+D/d)V，增加了二級氣缸活塞桿5的運行速度，實現可連續控制。

伺服電機或步進電機帶動氣缸直線行走距離為s，同時由于一級氣缸活塞和缸筒之間出現相對位移也是s，而且一級氣缸2和二級氣缸4的缸筒內徑比為D:d，因此二級氣缸活塞相對于一級氣缸2的位移是(D/d)s，因此二級氣缸4的總位移是s+D/ds=(1+D/d)s,因此增加了二級氣缸活塞的行程和快速性。

本發明在上述總體結構中有以下兩種布局方案。

圖中顯示，第一種布局方案是，一級氣缸活塞桿3與箱體固定，一級氣缸2的缸筒和二級氣缸4的缸筒通過氣缸支座6連接。

在上述布局中，一級氣缸活塞桿3固定，使得伺服電機或步進電機帶動氣缸支座6連同一級氣缸2和二級氣缸4運動時，一級氣缸2的缸筒和一級氣缸活塞桿3之間形成相對運動，從而一級氣缸2的活塞兩端缸筒氣壓發生變化。由于一級氣缸2的前缸筒、后缸筒分別與二級氣缸4的后缸筒、前缸筒通過氣路連接，這就使得一級氣缸活塞兩端缸筒氣壓不同，從而推動二級氣缸活塞帶動活塞桿實現往復運動。

圖中顯示，第二種布局方案是，一級氣缸2的缸筒與箱體固定，一級氣缸2的活塞桿和二級氣缸4的缸筒通過氣缸支座6連接。