CN106584184A - 一种垂直方向高速高精度直驱机构 - Google Patents
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Abstract
本发明垂直方向高速高精度直驱机构,包括竖直放置的基座、设于基座上的竖直放置的滑轨、直线电机初级和直线电机次级,直线电机初级安装在基座上,直线电机次级连接有移动载板,移动载板上设有滑块,滑块卡合在滑轨上并沿滑轨移动,直线电机初级和直线电机次级相对设置,移动载板设有读数头,基座上还设有竖直设置的用于感测读数头位置变化的光栅尺。本发明采用直线电机直接驱动的技术,实现极高的加、减速度和运动速度;避免机械磨损和反向间隙;采用非接触传动,寿命更长;基座采用较大阻尼的材料制成,抑制低阶模态的谐响应幅值,克服高阶模态的振动,具有良好的动态响应特性;采用高分辨率位置反馈装置,实现全闭环控制,重复精度更高。
Description
技术领域
本发明涉及自动化设备领域,具体是一种垂直方向高速高精度直驱机构。
背景技术
随着经济和科技的发展,在工业生产中自动化设备的运用越来越广泛,在垂直方向的驱动机构中,传统的方式为机械式传动,由传统伺服电机驱动旋转类的零件进行运动,其转速和惯量不匹配对运动过程有影响,由于转动类零件的存在,需要对其进行润滑,同时其运动速度慢,运动过程中会造成机械磨损和反向间隙,及产生整体机构的振动,缩短机构的使用寿命。
因此,有必要提供一种垂直方向高速高精度直驱机构来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高速、高精度、寿命长的垂直方向高速高精度直驱机构。
本发明通过如下技术方案实现上述目的:
一种垂直方向高速高精度直驱机构,包括竖直放置的基座、设于所述基座上的竖直放置的滑轨、直线电机初级和直线电机次级,所述直线电机初级安装在所述基座上,所述直线电机次级连接有移动载板,所述移动载板上设有滑块,所述滑块卡合在所述滑轨上并沿滑轨移动,所述直线电机初级和直线电机次级相对设置,所述移动载板设有读数头,所述基座上还设有竖直设置的用于感测读数头位置变化的光栅尺。
进一步的,所述移动载板具有用于安装所述读数头的读数头安装部,所述读数头安装部位于所述移动载板的侧面。
进一步的,所述光栅尺通过背胶粘在所述基座上。
进一步的,所述滑轨内侧设有用于辅助调节所述滑轨精度的调节块。
进一步的,所述滑轨的数量为两根。
进一步的,所述移动载板上还设有多个安装块和安装孔。
进一步的,所述光栅尺表面具有镀金的保护膜。
与现有技术相比,本发明垂直方向高速高精度直驱机构的有益效果是:采用直线电机直接驱动的技术,消除传统伺服电机转速和惯量不匹配对运动过程的影响,可以实现极高的加、减速度和运动速度;避免运动过程中的机械磨损和反向间隙;同时,由于采用非接触进行传动,寿命更长;基座采用较大阻尼的材料制成,可以抑制低阶模态的谐响应幅值,同时克服高阶模态的振动,使其具有良好的动态响应特性;采用高分辨率位置反馈装置进行实时反馈,实现全闭环控制,重复精度更高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中省略基座的示意图。
图3是图2另一角度示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图3,一种垂直方向高速高精度直驱机构,包括竖直放置的基座1、设于基座1上的两根竖直放置的滑轨4、直线电机初级2和直线电机次级3,直线电机初级2安装在基座1上,直线电机次级3连接有移动载板6,移动载板6上设有滑块5,滑块5卡合在滑轨4上并沿滑轨4移动,滑轨4内侧设有调节块41,用于辅助调节滑轨的精度,直线电机初级2和直线电机次级3相对设置,直线电机初级2由永磁铁构成,工作过程中产生永磁磁场;直线电机次级3通电,产生行波磁场;行波磁场与永磁磁场相互作用,直接产生电磁推力,带动移动载板6上下运动;当通入直线电机次级3电流较大时,产生较大的推力,使移动载板6产生高的加减速和运动速度。
移动载板6具有读数头安装部61,读数头安装部61设有读数头7,读数头安装部61位于移动载板6的侧面,基座1上还设有竖直设置的光栅尺8,光栅尺8通过背胶粘在基座1上,安装方便,光栅尺表面具有镀金的保护膜,可以防污、抗油等优越的性能,不需要制作额外的零件,整体成本更低;后期维护只需轻轻擦拭光栅尺即可清洁油污,寿命更长;采用了高分辨率的光栅尺和高精度的滑轨,在运动过程中,光栅尺实时反馈移动载板的位置信息,机构的控制精度更高。移动载板6上还设有多个安装块62和安装孔63,用于安装外界的负载,如机械手、夹爪等。
本发明具有以下优点:
(1)结构相当紧凑,非常适合狭窄空间内工作;电机推力大,可内置冷却装置,速度极高;易于精度调整,降低了对员工的技能要求,安装成本更低。
(2)基座采用大阻尼材料铸造而成,具有良好的吸震性、高的耐磨性和高刚度;量产时,成本较低、且基座加工的面积更小,费用更低;
(3)采用直线电机直接驱动的技术,为无接触驱动、不存在机械磨损,寿命更长;直线电机产生直接的轴向的推力,不需要轴承、丝杠等旋转运动,惯量匹配更加合理,可以达到极高的速度,同时对整体机构的振动影响更小;安装和维护更加方便,极大的降低了员工的劳动强度,且在安装过程中,对于安装精度更容易管控;在整个驱动机构中,没有旋转类的零件,不需要润滑,对环境要求较高的场合,更加实用。
(4)反馈装置采用具有背胶的,可以自粘的光栅尺,其表面具有镀金的保护膜,可以防污、抗油等优越的性能,不需要制作额外的零件,整体成本更低;后期维护只需轻轻擦拭光栅尺即可清洁油污,寿命更长;采用了高分辨率的光栅尺和高精度的滑轨,机构的控制精度更高。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种垂直方向高速高精度直驱机构,其特征在于:包括竖直放置的基座、设于所述基座上的竖直放置的滑轨、直线电机初级和直线电机次级,所述直线电机初级安装在所述基座上,所述直线电机次级连接有移动载板,所述移动载板上设有滑块,所述滑块卡合在所述滑轨上并沿滑轨移动,所述直线电机初级和直线电机次级相对设置,所述移动载板设有读数头,所述基座上还设有竖直设置的用于感测读数头位置变化的光栅尺。
2.根据权利要求1所述的垂直方向高速高精度直驱机构,其特征在于:所述移动载板具有用于安装所述读数头的读数头安装部,所述读数头安装部位于所述移动载板的侧面。
3.根据权利要求1所述的垂直方向高速高精度直驱机构,其特征在于:所述光栅尺通过背胶粘在所述基座上。
4.根据权利要求1所述的垂直方向高速高精度直驱机构,其特征在于:所述滑轨内侧设有用于辅助调节所述滑轨精度的调节块。
5.根据权利要求1所述的垂直方向高速高精度直驱机构,其特征在于:所述滑轨的数量为两根。
6.根据权利要求1所述的垂直方向高速高精度直驱机构,其特征在于:所述移动载板上还设有多个安装块和安装孔。
7.根据权利要求1所述的垂直方向高速高精度直驱机构,其特征在于:所述光栅尺表面具有镀金的保护膜。
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2016
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