CN1930765A - 移动磁铁型线性滑台 - Google Patents

Abstract

本发明是移动磁铁型线性滑台，可通过给线性导向装置以适当的磁吸引力加压，提高刚性。移动磁铁型线性滑台由导向和支撑平台3相对于固定基座1自由移动的线性导向装置；平台3侧配置励磁用永久磁石4、固定基座1上配置电枢2而形成的线性马达；固定线性尺5于平台3、固定传感器头部6于固定基座1的检测机构构成。而且，将电枢2固定于固定基座1上的夹在左右导轨8之间的固定基座1时，产生该电枢2推力的推力中心轴配置为与左右导轨8之间的中轴线G－G大概一致，因此对励磁用永久磁石产生的磁吸引力给线性导向装置加压。

Description

移动磁铁型线性滑台

技术领域

本发明涉及使用于例如电器零件装配装置、半导体相关装置或机床等各种产业用机械且适用于其直动机构驱动的线性马达，尤其涉及以永久磁石制的磁铁作为动子、以设有电枢卷线的电枢作为定子而构成的移动磁铁型(Moving Magnet)线性滑台。

背景技术

现有的使用于电器零件装配装置、半导体相关装置或机床等各种产业用机械且适用于其直动机构驱动的移动磁铁型线性滑台如图6所示。而且，图6所示的是现有技术的移动磁铁型线性滑台的正面剖视图。

在图6中，31为可动子，32、33为永久磁石组，34为分割芯体，35为电枢组，36为固定子，37为固定子架，38为固定部，39为平台，40为导轨，41为滑块。

线性马达的动子31具有平台39下面并设了多个励磁用永久磁石的朝铅直方向伸展形状的永久磁石组32、33；定子36具有箱型定子架37上固定的铁制山形固定部38和固定部38内侧以粘接固定的电枢绕组35；电枢绕组35由设为从两侧夹着各永久磁石组的、集中绕卷电枢卷线于分割芯体34而构成。而且，可动子31依靠由导轨40和滑块41形成的线性导向装置而支撑其自由移动(例如，参照专利文献1)。

[专利文献1]日本国特开平11-113238(图1)

发明内容

但是，现有的移动磁铁型线性滑台，其平台上永久磁石的固定只是沿该磁石铅直方向伸展的一端固定的构造，构造上无法固定两端，因此存在可动子推力发生部的机械刚性变弱的问题。

而且，在现有的吸引力抵消构造的情况下，由于在线性导轨上未经磁吸引力加压，机械刚性变弱，因此也存在控制增益无法提高的问题。

本发明鉴于这些问题而进行，目的在于提供通过给线性导向装置以适当的磁吸引力的压力，实现提高刚性的移动磁铁型线性滑台。

为解决上述问题，本发明由以下构成。

权利要求1的关于移动磁铁型线性滑台的发明，具有以下特征：在具备了于固定基座上平行对面配置的、导向和支撑平台左右自由移动的滑块和导轨构成的线性导向装置、让前述平台对于前述固定基座在前述导轨的长度方向往复运动的线性马达和检测前述平台与前述固定基座的相对位置的检测装置的线性滑台上，前述线性马达由前述固定在固定基座的磁性回路的电枢芯体上绕卷着多相电枢绕组的电枢和安装于前述平台的介于磁间隙而与前述电枢对面配置的励磁用永久磁石构成；前述检测装置由固定于前述平台的线性尺部和安装在前述固定基座的用于检测前述线性尺的传感器头部构成；前述电枢配置为产生该电枢推力的推力中心轴与前述左右导轨间的中心轴大概一致。

权利要求2的发明的特征是：权利要求1记载的移动磁铁型线性滑台的构造是配置检测前述电枢和前述励磁用永久磁石的相对位置的磁极检测器于前述线性尺的对面，同时将构成该磁极检测器中的其一构件霍尔元件固定于固定基座，将另一构件磁极检测用永久磁石固定于前述平台使其与前述励磁用永久磁石节距相同。

权利要求3的发明特征是：权利要求1记载的移动磁铁型线性滑台的前述固定基座上，为在前述导轨的外侧或内侧安装外部机构而设置有安装孔。

权利要求4的发明特征是：权利要求1记载的移动磁铁型线性渭台的前述传感器头部上，安装了转换线性马达的磁极检测信号及尺寸信号等为串行信号的电路。

权利要求5的发明特征是：权利要求1和4记载的移动磁铁型线性滑台的前述传感器头部上有存储器，当输入的线性马达的马达参数，连接此线性滑台和驱动器的时候，该马达参数也由前述串行信号转换电路进行串行信号化，传送信号到驱动器。

权利要求6的发明特征是：权利要求1记载的移动磁铁型线性滑台的前述线性尺上，搭载了检测线性马达可动子的绝对位置信号的绝对型编码器。

根据权利要求1、6记载的发明，依靠励磁用永久磁石的磁吸引力，可给线性导向装置加压，因励磁用永久磁石单面紧密固定在可动子平台上，可动子的刚性提高，线性导向装置因加压而可提高设计导向装置的刚性。

而且，根据权利要求2记载的发明，因设置了磁极检测器，伺服机构ON的时候，立即可以检测出线性电枢和励磁永久磁石的相对位置，简化了配置。

根据权利要求3记载的发明，因在空余空间加工了用户的安装加工孔，可将滑台宽度尺寸设计得较小。

根据权利要求4、5记载的发明，马达参数也是串行传送化的构成，予先将马达常数等信息记忆于线性滑台，通过在驱动器连接时输入马达参数信息，以便将来假设驱动器破损交换之时，即使换成其他驱动器，也可以立即恢复为与原来同一状态。

附图说明

(图1)本发明第1实施例所示的移动磁铁型线性滑台的平面图

(图2)图1的沿A-A线的剖视图

(图3)本发明线性尺用的传感器头部的立体图

(图4)第2实施例所示的移动磁铁型线性滑台的平面图

(图5)图4的沿A-A线的剖视图

(图6)表示现有技术的移动磁铁型线性滑台的剖视图

符号说明

1   固定基座

2   电枢

3   平台

4   励磁用永久磁石

5   线性尺

6   传感器头部

7   滑块

8   导轨

9   止动器

10  马达导线

11  线性尺导线

12  驱动器

13  串行转换电路

14  存储器IC

15、16  安装孔

17  磁极检测器磁石

18  磁极检测器头部

19  串行转换器

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施形态。

(实施例1)

图1是本发明第1实施例所示的移动磁铁型线性滑台的平面图，图2是图1的沿A-A线的剖视图。

图中，1是固定基座，2是电枢，3是平台，4是励磁用永久磁石，5是线性尺，6是传感器头部，7是滑块，8是导轨，9是止动器，10是马达导线，11是线性尺导线，12是驱动器。

本发明特征如下。

即，移动磁铁型线性滑台基本上由以下构成。它们是：由平行对面配置于固定基座1、导向和支撑平台3左右自由移动的滑块7和导轨8构成的线性导向装置；让平台3相对固定基座1在导轨8的长度方向往复运动的线性马达；检测平台3和固定基座1的相对位置的检测装置。该线性马达由固定在固定基座1的磁性回路的电枢芯体上绕卷着多相电枢绕组的电枢2和安装在平台3且介于磁间隙而与电枢2对面配置的平板状励磁用永久磁石4构成；而且，该检测装置由固定于平台3的线性尺5和安装在固定基座1侧的用于检测线性尺5的传感器头部6构成。

另外，电枢2固定于固定基座1上的夹在左右导轨8之间的固定基座1时，产生该电枢2推力的推力中心轴配置为与左右导轨8之间的中轴线G-G大概一致。

图3为表示本发明线性尺传感器头部的立体图。

图3中，13为串行转换电路，14为存储器IC。

传感器头部6装有转换线性马达的磁极检测信号及尺寸信号为串行信号的转换电路13。而且，其构造是有存储器14并且输入线性马达的马达参数，连接此线性滑台和驱动器12时，该马达参数也由串行信号转换电路13进行串行信号化，传送信号到驱动器12。

而且，固定基座1上，设置了导轨8的长度方向前后止动器9，防止平台3过度行走。

下面就动作予以说明。

如图1、2所示，当从未图示的外部电源给线性电枢通电后，相对于固定基座在导轨上沿长度方向往复移动平台，此时，相对于平台侧设置的线性尺，由固定基座侧设置的传感器头部6检测出平台与固定基座的相对位置后，如图3所示，由传感器头部6内部的串行转换电路13使线性尺信号、磁极信号及存储器IC14内记忆的马达参数进行串行转换，传送到驱动器12。以该传送到驱动器12的前述信号和马达参数等为基础，由驱动器12决定线性马达的高精度位置。

因此，本发明第1实施例的移动磁铁型线性滑台由相对于固定基座1导向和支撑平台3自由移动的线性导向装置、于平台3侧配置励磁用永久磁石4且于固定基座1配置电枢2而形成的线性马达、固定线性尺5于平台3且固定传感器头部6于固定基座1的检测装置构成，所以固定励磁用永久磁石4于平台3侧之时安装面积大，可以提高推力发生部的刚性。

另外，因电枢2固定于固定基座1上的夹在左右导轨8之间的固定基座1之际，产生该电枢2推力的推力中心轴配置为与左右导轨8之间的中心轴G-G大概一致，励磁用永久磁石产生的磁吸引力成为给线性导向装置加压的构造，因为响应性提高，所以可提高控制增益时的振动界限，也可降低高频速度振动。

此外，从可动子引出的马达导线10、线性尺导线11等导线全部配置在定子侧，因此可以排除像移动线圈型滑台的配线盒。

而且，传感器头部6因配置了转换线性马达磁极检测信号及尺寸信号为串行信号的串行转换电路13，比起现有的脉冲传送可以大容量传送，可以得到高速且高分辨率的线性驱动***。另外，根据本实施例，比起现有的脉冲串传送，可提高10倍最小定位分辨率的性能。

(实施例2)

图4位表示本发明第2实施例所示的移动磁铁型线性滑台的平面图，图5是图4的沿A-A线的剖视图。

在第1实施例中，为了用户固定于机器之用而在固定基座1上加工平行的两列安装孔时，为在导轨8外侧安装外部机器而设置了安装孔15，而在第2实施例中，考虑到因电枢线圈连接处理部的影响，单侧的线圈结尾部宽度会增加，在电枢侧面和线性导轨之间的空间部分设置了安装孔16。

因此第2实施例是在电枢和线性导轨之间的空余空间加工安装孔的构造，可减小线性滑台的宽度尺寸。

(实施例3)

图4为表示本发明第3实施例的构成图。

图中，17为磁极检测器磁石、18为磁极检测器头部、19为串行转换器。

滑台线性尺的对面为了检测线性电枢2和励磁用永久磁石4的相对位置而配置的磁极检测器的构造，配备有霍尔元件的磁极检测器的头部18固定于固定基座1侧，而且，以励磁用永久磁石4同一节距将磁极检测器磁石17配置固定于平台3侧。

该磁极检测信号与线性尺的从传感器头部6输出的尺寸信号一起，由串行转换器19变为串行信号，接到驱动器12而被传送。

因此，第3实施例因设置了为进行初期磁极检测的磁极检测器于线性尺的对面的滑台侧部，同样为检测侧(霍尔元件)固定在固定基座上、磁极传感器用磁石固定在平台上的结构，因此，伺服机构为ON的时候，可以立即检测出电枢和励磁用永久磁石的相对位置从而简化配置。

另外，本实施例所述的线性尺，优选搭载了检测动子绝对位置信号的绝对型编码器。据此，可以提供接通电源时不必恢复原点动作、操作简单的线性滑台。

通过如此提高机构刚性的构造，可以提高线性马达的控制性能(高速响应性、速度脉动性)，因此可适用于决定高速整定位置的滑动组件，也适用于实现低速脉动高精度的一定移动的滑动组件。

Claims (6)

1.一种移动磁铁型线性滑台，其具备于固定基座平行对面配置的、导向和支撑平台左右自由移动的滑块和导轨构成的线性导向装置、让前述平台对于前述固定基座在前述导轨的长度方向往复运动的线性马达和检测前述平台和前述固定基座的相对位置的检测装置的线性滑台，

其特征是：前述线性马达由前述固定在固定基座的磁性回路的电枢芯体上绕卷着多相电枢卷线的电枢和安装在前述平台并介于磁间隙而与前述电枢对面配置的永久磁石构成；

前述检测装置由固定于前述平台的线性尺部和安装在前述固定基座上用于检测前述线性尺寸的传感器头部构成；

前述电枢的产生该电枢推力的推力中心轴配置为与前述左右导轨间的中轴线大概一致。

2.权利要求1记载的移动磁铁型线性滑台，其特征是：其为将检测前述电枢和前述励磁用永久磁石的相对位置的磁极检测器配置在前述线性尺的对面的构造，同时将构成该磁极检测器中的其一构件霍尔元件固定于固定基座，将另一构件磁极检测用永久磁石固定于前述平台使其与前述励磁用永久磁石节距相同。

3.权利要求1记载的移动磁铁型线性滑台，其特征是：前述固定基座上，为在前述导轨的外侧或内侧安装外部机构而设置有安装孔。

4.权利要求1记载的移动磁铁型线性滑台，其特征是：前述传感器头部上安装了转换线性马达的磁极检测信号及尺寸信号等为串行信号的电路。

5.权利要求1或4记载的移动磁铁型线性滑台，其特征是：前述传感器头部上设有存储器，当输入线性马达的马达参数并连接此线性滑台和驱动器时，该马达参数也由前述串行信号转换电路进行串行信号化，传送信号到驱动器。

6.权利要求1记载的移动磁铁型线性滑台，其特征是：前述线性尺上搭载了检测线性马达可动子的绝对位置信号的绝对型编码器。

Images