(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210886802.1 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 北京慧摩森电子系统技 术有限公司 地址 100024 北京市朝阳区朝阳 北路甲27 号12号楼三层3 02室 (72)发明人 吕子晨　牛怀新　刘帅　王策　 (74)专利代理 机构 深圳市徽正知识产权代理有 限公司 4 4405 专利代理师 吕伟 (51)Int.Cl. B23Q 7/04(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种加工机床、 三自由度自动运载装置及其 控制方法 (57)摘要 本发明涉及机床送料装置的技术领域， 特别 是涉及一种加工机床、 三自由度自动运载装置及 其控制方法， 其能够实现横向、 纵向定位运送， 包 括运载机构和控制器， 运载机构 包括直线导轨及 分别与其滑动匹配的四个直线电机动子,每个直 线电机动子的顶端均固定有滑槽； 每两个直线电 机动子相互配合运动构成一组， 分别形成第一连 接板和第二连接板的驱动机构， 结合第一连接板 和第二连接板底端分别布置的呈一定角度的滑 条， 将直线电机动子直线运动的驱动力转化为垂 直于直线导轨方向的驱动力， 而最终实现X轴、 Y 轴、 Z轴三个方向 的任意位置的移动； 整体装置结 构设计科学， 机构配合精巧， 全运载过程通过控 制器及运载机构自动完成， 适应智能化数控生产 趋势。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115026621 A 2022.09.09 CN 115026621 A 1.一种三自由度自动 运载装置， 其特征在于， 包括运载机构和控制器， 运载机构包括直 线导轨(1)及分别与其滑动匹配的四个直线电机动子,每个直线电机动子的驱动器分别与 控制器信号连接， 直线电机动子A(2)、 直线电机动子B(3)、 直线电机动子C(4)和直线电机动 子D(5)分别依次滑动布置在直线导轨(1)的沿向,每个直线电机动子的顶端均固定有滑槽； 直线电机动子A(2)和直线电机动子B(3)的上侧设置第一连接板(6)， 第一连接板(6)的底端 布置有两条呈一定角度的滑条A(7)和滑条B(8),且滑条A(7)与直线电机动子A(2)顶端的滑 槽A(9)滑动匹配， 滑条B(8)与直线电机动子B(3)顶端的滑槽B(10)滑动匹配； 直线电机动子 C(4)和直线电机动子D(5)的上侧设置第二连接板(11)， 第二连接板(11)的底端布置有两条 呈一定角度的滑条C(12)和滑条D(13),且滑条C(12)与直线电机动子C(4)顶端的滑槽C(14) 滑动匹配， 滑条D(13)与直线电机动子D(5)顶端的滑槽D(15)滑动匹配； 第一连接板(6)和第 二连接板(11)的顶端分别设置两个连接座， 两个连接座之间连接有连接轴， 运载平 台(29) 的两侧分别铰接有支撑臂， 两侧的支撑臂分别与对应侧的连接轴铰接 。 2.如权利 要求1所述的三自由度自动运载装置， 其特征在于， 所述滑条B(8)、 滑槽B(10) 和滑条C(12)、 滑槽C(14)分别与直线导轨(1)方向垂直， 滑条A(7)和 滑条B(8)与滑条C(12) 和滑条D(13)分别构成的角度为锐角， 且滑条A(7)、 滑槽A(9)与滑条D(13)、 滑槽D(15)相平 行。 3.如权利要求2所述的三自由度自动运载装置， 其特征在于， 所述第一连接板(6)和所 述第二连接板(11)均为角形平板， 角形平板的其中一条边与直线导轨(1)方向垂 直， 第一连 接板(6)的一条边与滑条A(7)平行， 第二连接 板(11)的一条边与滑条D(13)平行。 4.如权利要求3所述的三自由度自动运载装置， 其特征在于， 所述第一连接板(6)上的 两个第一连接座(16)和第二连接板(11)上的第二连接座(17)相互对称， 且两个第一连接座 (16)之间的第一连接轴(18)与两个第二连接座(17)之间的第二连接轴(19)分别与直线导 轨(1)垂直。 5.如权利要求4所述的三自由度自动运载装置， 其特征在于， 所述运载平台(29)的偏向 第一连接轴(18)的一侧连接两个对称且与第一连接轴(18)平行的第一侧轴(20)， 偏向第二 连接轴(19)的一侧连接两个对称且与第二连接轴(19)平行的第二侧轴(21)， 两条平行的第 一支撑臂(22)的两端分别设置第一连接环(221)， 第一连接环(221)的内侧分别通过第一轴 承与第一侧轴(20)或第一连接轴(18)连接； 两条平行的第二支撑臂(23)的两端分别设置第 二连接环(231)， 第二连接环(231)的内侧分别通过第二轴承与第二侧轴(21)或第二连接轴 (19)连接 。 6.如权利要求1所述的三自由度自动运载装置， 其特征在于， 所述直线导轨(1)的一侧 安装有光栅尺(24)， 所述直线电机动子A(2)、 直线电机动子B(3)、 直线电机动子C(4)和直线 电机动子D(5)对应光栅尺(24)的一侧分别设置有与对应的驱动器信号连接的读数头A (25)、 读数头B(26)、 读数头 C(27)和读数头D(28)。 7.一种三自由度自动运载装置的控制方法， 其特征在于， 是根据任一项权利要求1 ‑6所 述的一种三自由度自动运载装置实现的， 控制器 分别向直线电机动子A(2)的驱动器A、 直线 电机动子B(3)的驱动器B、 直线电机动子C(4)的驱动器C和直线电机动子D(5)的驱动器D发 出运动命令， 直线电机动子A(2)、 直线电机动子B(3)、 直线电机动子C(4)和直线电机动子D (5)在驱动器的作用下执行运动命令， 读数头A(25)、 读数头B(26)、 读数头C(27)和读数头D权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115026621 A 2(28)分别向驱动器反馈位置信息， 驱动器将位置信息传递至控制器， 控制器根据位置信息 判断是否再次发出修 正运动位置的运动命令 。 8.如权利要求7所述的三自由度自动运载装置的控制方法， 其特征在于， 当运载平台 (29)需要向Z ‑方向移动时， 控制器发出运动命令： 直线电机动子A(2)和直线电机动子B(3) 分别同时向X ‑方向移动距离m， 直线电机动子C(4)和直线电机动子D(5)分别同时向X+方向 移动m； 当运载平台(29)需要向Z+方向移动时， 控制器发出运动命令： 直线电机动子A(2)和 直线电机动子B(3)分别同时向X+方向移动距离m， 直线电机动子C(4)和直线电机动子D(5) 分别同时向X ‑方向移动距离m； 当运载平台(29)需要向X+方向移动时， 控制器发出运动命 令： 直线电机动子A(2)、 直线电机动子B(3)、 直线电机动子C(4)和直线电机动子D(5)分别同 时向X+方向移动距离m； 当运载平台(29)需要向X ‑方向移动时， 直线电机动子A(2)、 直线电 机动子B(3)、 直线电机动子C(4)和直线电机动子D(5)分别同时向X ‑方向移动距离 m； 当运载 平台(29)需要向Y+方向移动时， 控制器发出运动命令： 直线电机动子A(2)和直线电机动子D (5)分别同时向X+方 向移动距离m， 直线电机动子B(3)和直线电机动子C(4)保持不动； 当运 载平台(29)需要向Y ‑方向移动时， 控制器发出运动命令： 直线电机动子A(2)和直线电机动 子D(5)分别同时向X ‑方向移动距离m， 直线电机动子B(3)和直线电机动子 C(4)保持不动。 9.一种加工机床， 其特征在于， 包括任一项权利要求1 ‑6所述的一种三自由度自动运载 装置。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115026621 A 3