[發(fā)明專利]一種垂直方向高速高精度直驅(qū)機構(gòu)

在審

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• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106584184A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂紹林;孟健;王豐;高堯;劉樹磊;湯麗麗
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州博眾精工科技有限公司
• 主分類號: B23Q5/28
• 分類號: B23Q5/28
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動化設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種垂直方向高速高精度直驅(qū)機構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中自動化設(shè)備的運用越來越廣泛，在垂直方向的驅(qū)動機構(gòu)中，傳統(tǒng)的方式為機械式傳動，由傳統(tǒng)伺服電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)類的零件進行運動，其轉(zhuǎn)速和慣量不匹配對運動過程有影響，由于轉(zhuǎn)動類零件的存在，需要對其進行潤滑，同時其運動速度慢，運動過程中會造成機械磨損和反向間隙，及產(chǎn)生整體機構(gòu)的振動，縮短機構(gòu)的使用壽命。

因此，有必要提供一種垂直方向高速高精度直驅(qū)機構(gòu)來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高速、高精度、壽命長的垂直方向高速高精度直驅(qū)機構(gòu)。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的：

一種垂直方向高速高精度直驅(qū)機構(gòu)，包括豎直放置的基座、設(shè)于所述基座上的豎直放置的滑軌、直線電機初級和直線電機次級，所述直線電機初級安裝在所述基座上，所述直線電機次級連接有移動載板，所述移動載板上設(shè)有滑塊，所述滑塊卡合在所述滑軌上并沿滑軌移動，所述直線電機初級和直線電機次級相對設(shè)置，所述移動載板設(shè)有讀數(shù)頭，所述基座上還設(shè)有豎直設(shè)置的用于感測讀數(shù)頭位置變化的光柵尺。

進一步的，所述移動載板具有用于安裝所述讀數(shù)頭的讀數(shù)頭安裝部，所述讀數(shù)頭安裝部位于所述移動載板的側(cè)面。

進一步的，所述光柵尺通過背膠粘在所述基座上。

進一步的，所述滑軌內(nèi)側(cè)設(shè)有用于輔助調(diào)節(jié)所述滑軌精度的調(diào)節(jié)塊。

進一步的，所述滑軌的數(shù)量為兩根。

進一步的，所述移動載板上還設(shè)有多個安裝塊和安裝孔。

進一步的，所述光柵尺表面具有鍍金的保護膜。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明垂直方向高速高精度直驅(qū)機構(gòu)的有益效果是：采用直線電機直接驅(qū)動的技術(shù)，消除傳統(tǒng)伺服電機轉(zhuǎn)速和慣量不匹配對運動過程的影響，可以實現(xiàn)極高的加、減速度和運動速度；避免運動過程中的機械磨損和反向間隙；同時，由于采用非接觸進行傳動，壽命更長；基座采用較大阻尼的材料制成，可以抑制低階模態(tài)的諧響應(yīng)幅值，同時克服高階模態(tài)的振動，使其具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性；采用高分辨率位置反饋裝置進行實時反饋，實現(xiàn)全閉環(huán)控制，重復(fù)精度更高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中省略基座的示意圖。

圖3是圖2另一角度示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1至圖3，一種垂直方向高速高精度直驅(qū)機構(gòu)，包括豎直放置的基座1、設(shè)于基座1上的兩根豎直放置的滑軌4、直線電機初級2和直線電機次級3，直線電機初級2安裝在基座1上，直線電機次級3連接有移動載板6，移動載板6上設(shè)有滑塊5，滑塊5卡合在滑軌4上并沿滑軌4移動，滑軌4內(nèi)側(cè)設(shè)有調(diào)節(jié)塊41，用于輔助調(diào)節(jié)滑軌的精度，直線電機初級2和直線電機次級3相對設(shè)置，直線電機初級2由永磁鐵構(gòu)成，工作過程中產(chǎn)生永磁磁場；直線電機次級3通電，產(chǎn)生行波磁場；行波磁場與永磁磁場相互作用，直接產(chǎn)生電磁推力，帶動移動載板6上下運動；當(dāng)通入直線電機次級3電流較大時，產(chǎn)生較大的推力，使移動載板6產(chǎn)生高的加減速和運動速度。

移動載板6具有讀數(shù)頭安裝部61，讀數(shù)頭安裝部61設(shè)有讀數(shù)頭7，讀數(shù)頭安裝部61位于移動載板6的側(cè)面，基座1上還設(shè)有豎直設(shè)置的光柵尺8，光柵尺8通過背膠粘在基座1上，安裝方便，光柵尺表面具有鍍金的保護膜，可以防污、抗油等優(yōu)越的性能，不需要制作額外的零件，整體成本更低；后期維護只需輕輕擦拭光柵尺即可清潔油污，壽命更長；采用了高分辨率的光柵尺和高精度的滑軌，在運動過程中，光柵尺實時反饋移動載板的位置信息，機構(gòu)的控制精度更高。移動載板6上還設(shè)有多個安裝塊62和安裝孔63，用于安裝外界的負載，如機械手、夾爪等。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)結(jié)構(gòu)相當(dāng)緊湊，非常適合狹窄空間內(nèi)工作；電機推力大，可內(nèi)置冷卻裝置，速度極高；易于精度調(diào)整，降低了對員工的技能要求，安裝成本更低。

(2)基座采用大阻尼材料鑄造而成，具有良好的吸震性、高的耐磨性和高剛度；量產(chǎn)時，成本較低、且基座加工的面積更小，費用更低；

(3)采用直線電機直接驅(qū)動的技術(shù)，為無接觸驅(qū)動、不存在機械磨損，壽命更長；直線電機產(chǎn)生直接的軸向的推力，不需要軸承、絲杠等旋轉(zhuǎn)運動，慣量匹配更加合理，可以達到極高的速度，同時對整體機構(gòu)的振動影響更小；安裝和維護更加方便，極大的降低了員工的勞動強度，且在安裝過程中，對于安裝精度更容易管控；在整個驅(qū)動機構(gòu)中，沒有旋轉(zhuǎn)類的零件，不需要潤滑，對環(huán)境要求較高的場合，更加實用。