[發明專利]高速高精度伺服直線電機滑臺

無效

• 申請號: 201010171069.2
• 申請日: 2010-05-12
• 公開（公告）號: CN101844314A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 任錢豹;鄭武
• 申請（專利權）人: 九川(浙江)科技股份有限公司
• 主分類號: B23Q5/36
• 分類號: B23Q5/36
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 胡根良

技術領域

本發明涉及一種伺服電機滑臺。

背景技術

數控機床正在向精密、高速、復合、智能、環保的方向發展。精密和高速加工對傳動及其控制提出了更高的要求，更高的動態特性和控制精度，更高的進給速度和加速度，更低的振動噪聲和更小的磨損。問題的癥結在于傳統的傳動鏈從作為動力源的電動機到工作部件要通過齒輪、蝸輪副，皮帶、絲杠副、聯軸器、離合器等中間傳動環節，在這些環節中產生了較大的轉動慣量、彈性變形、反向間隙、運動滯后、摩擦、振動、噪聲及磨損。雖然在這些方面通過不斷的改進使傳動性能有所提高，但問題很難從根本上解決。

發明內容

本發明的目的在于提供高速高精度伺服直線電機滑臺，可以有效地解決傳統的傳動鏈存在的反向間隙、運動滯后、摩擦、振動、噪聲及磨損的問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：高速高精度伺服直線電機滑臺，其特征在于：包括滑臺底座，滑臺底座上滑動連接有下滑臺，下滑臺上滑動連接有上滑臺，上滑臺和下滑臺分別在成90°的X軸和Z軸方向上進行滑動。

優選的，滑臺底座頂部兩側設有Z軸直線導軌，下滑臺連接在Z軸直線導軌上，下滑臺與Z軸直線導軌之間設有Z軸伺服直線電機，Z軸伺服直線電機的定子固定在滑臺底座上，Z軸伺服直線電機的動子固定連接下滑臺，下滑臺通過Z軸伺服直線電機的驅動在Z軸直線導軌上直線滑動。

進一步，Z軸伺服直線電機設置在兩條Z軸直線導軌中間，使下滑臺在滑動時受力均勻，避免下滑臺受力不均而與Z軸直線導軌產生的摩擦，減小噪聲和磨損。

進一步，下滑臺頂部兩側設有X軸直線導軌，上滑臺連接在X軸直線導軌上，上滑臺與X軸直線導軌之間設有X軸伺服直線電機，X軸伺服直線電機的定子固定在下滑臺上，X軸伺服直線電機的動子固定連接在上滑臺上，上滑臺通過X軸伺服直線電機的驅動在X軸直線導軌上直線滑動。

進一步，X軸伺服直線電機設置在兩條X軸直線導軌中間，使上滑臺在滑動時受力均勻，避免上滑臺受力不均而與X軸直線導軌產生的摩擦，減小噪聲和磨損。

進一步，滑臺底座、上滑臺和下滑臺采用鑄鐵鑄造成型，使其具有較強的吸振性和結構剛性，保證了運動部件的平穩性。

本發明由于采用了上述技術方案，具有以下有益效果：

一、結構簡單，由于直線電機不需要把旋轉運動變成直線運動的附加裝置，因而使得系統本身的結構大為簡化，重量和體積大大地下降；

二、定位精度高，在需要直線運動的地方，直線電機可以實現直接傳動，因而可以消除中間環節所帶來的各種定位誤差，故定位精度高；如采用微機控制，則還可以大大地提高整個系統的定位精度；

三、反應速度快、靈敏度高、隨動性好，直線電機容易做到其動子用磁懸浮支撐，因而使得動子和定子之間始終保持一定的空氣隙而不接觸，這就消除了定、動子間的接觸摩擦阻力，因而大大地提高了系統的靈敏度、快速性和隨動性；

四、工作安全可靠、壽命長，直線電機可以實現無接觸傳遞力，機械摩擦損耗幾乎為零，所以故障少，免維修，因而工作安全可靠、壽命長。

綜上，本發明高速高精度伺服直線電機滑臺，結構簡單，速度范圍寬、速度特性好、加速度大、定位精度高、噪聲和磨損小，完全能夠滿足數控機床發展的需要，和傳統的滑臺相比，更經濟實用；可用于數控車床高精密進給的機構，也可用于數控銑床、加工中心的精密滑臺。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

圖1為本發明高速高精度伺服直線電機滑臺的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，為本發明高速高精度伺服直線電機滑臺，包括滑臺底座7，滑臺底座7上滑動連接有下滑臺5，下滑臺5上滑動連接有上滑臺1，滑臺底座7、上滑臺1和下滑臺5采用高性能鑄鐵鑄造成型，具有較強的吸振性和結構剛性，保證了運動部件的平穩性。滑臺底座7頂部兩側設有Z軸直線導軌4，下滑臺5連接在Z軸直線導軌4上，下滑臺5與Z軸直線導軌4之間設有Z軸伺服直線電機6，Z軸伺服直線電機6設置在兩條Z軸直線導軌4中間，Z軸伺服直線電機6的定子固定在滑臺底座7上，Z軸伺服直線電機6的動子固定連接在下滑臺5上，通電后，在電磁力的推動下，下滑臺5通過Z軸伺服直線電機6的驅動在Z軸直線導軌4上直線滑動。下滑臺5頂部兩側設有X軸直線導軌2，上滑臺1連接在X軸直線導軌2上，上滑臺1與X軸直線導軌2之間設有X軸伺服直線電機3，X軸伺服直線電機3的定子固定在下滑臺5上，X軸伺服直線電機3設置在兩條X軸直線導軌2中間，X軸伺服直線電機3的動子固定連接在上滑臺1上，通電后，在電磁力的推動下，上滑臺1通過X軸伺服直線電機3的驅動在X軸直線導軌2上直線滑動。即上滑臺1和下滑臺5分別在成90°的X軸和Z軸方向上進行滑動。滑臺由伺服直線電機驅動，精密直線導軌導向，可單軸單動和雙軸聯動，完成直線、斜線、圓弧、曲線的進給和插補。由于伺服直線電機的特性，可使滑臺實現納米級的進給，使加工零件的精度和表面質量更高。