CN2536348Y - 整体式二维运动工作平台 - Google Patents

Abstract

一种整体式二维运动工作平台，包括：机座、X轴向传动机构和Y轴向传动机构，其特征在于：工作平台架设在框形平台的Y轴辅助滚动导轨上，工作平台设有一对可夹持滑轨的夹紧滚轮，滑轨与Y轴向传动机构连接。整体式二维运动工作平台所设置的框形平台X轴向运动由X轴向传动机构驱动，辅助平台Y轴向运动由Y轴向传动机构驱动，由于工作平台的Y轴向运动是通过滑轨与夹紧滚轮的配合和工作平台与Y辅助滚珠导轨的配合来实现的，因此工作平台的Y轴向运动不会影响其X轴向运动。本整体式二维运动工作平台结构紧凑，消除了自身的运动负荷，整体刚性和平稳性得到了提高。

Description

整体式二维运动工作平台

技术领域

本实用新型涉及的是二维运动工作平台的结构改进，尤其是一种整体式二维运动工作平台。

技术背景

二维运动工作平台，我们俗称XY工作平台，即XY工作平台要求应能实现X轴和Y轴两个方向的运动，两个运动方向相互垂直。是一种广泛应用于工业自动化设备上的运载装置，它能快速驱动，将负载在其上的工件运送到精确的位置。现有的二维运动工作平台通常由机座、X轴向传动机构、Y轴向传动机构和设置在其上的工作平台组成，上述机构均配有独立伺服电机，滚动导轨，滚珠丝杠等高效元件。目前，二维运动工作平台主要有以下两种结构形式，一种是双层式二维运动工作平台，另一种是分体拖钩式二维运动工作平台。

双层式二维运动工作平台(见图4)应用最早最为广泛，如用在机床、机器人、电子元件装配自动化设备、半导体制造设备、以及其它需要精密定位的自动化设备。这种双层式二维运动工作平台，具有定位精确、工艺性好、成本较低等优点。但由于是双层式结构，实现工作台二维运动的Y轴向传动机构的所有部件(Y轴机座、丝杠、电机、导轨)均叠加在X轴向传动机构上，成为X轴向传动机构电机的负荷，降低了工作平台承载的能力，使得工作平台X轴向运动速度提高受限，最后导致整个二维运动工作平台的运行速度难以提高。对于运动速度要求越来越高的半导体制造设备而言，这种结构的使用将会形为设备速度提升的瓶颈。

分体式拖钩式二维运动工作平台的结构(如图5)。这种二维运动工作平台是通过增加一个相当于拖钩的中间环节(滚轮加推杆)，将X轴向传动机构和Y轴向传动机构之传动部件分离，使实现工作平台二维运动的各轴向传动机构之传动零部件仅为自身的负荷，消除了两轴向传动机构负荷叠加的问题。工作平台的速度提高了许多。这种分体式拖钩式二维运动工作平台由于其X轴向工作平台和Y轴向工作平台的座体是分体的。因此，占用平面面积较大，整体刚性欠佳，当然，其结构也较复杂。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述二维运动工作平台存在的不足，提供一种结构紧凑、整体刚性好的整体式二维运动工作平台。

本实用新型的整体式二维运动工作平台，包括：机座、X轴向传动机构和Y轴向传动机构，其特征在于：所述的机座为框形结构，X轴向传动机构通过轴承安装在机座的侧壁，垂直于X轴向传动机构之机座中线位置通过轴承安装Y轴向传动机构；机座的对应两侧边框端面设有平行于X轴向传动机构的X轴滚动导轨，X轴滚动导轨上设有与之配合在其上滑移的框形平台，框形平台一端与X轴向传动机构的滚珠丝杆副之螺母连接，框形平台两侧边框端面设有一对与Y轴向传动机构平行的Y轴辅助滚动导轨，Y轴辅助滚动导轨上安装一可沿其轴向滑移的工作平台；工作平台的背面设有一对用于夹持滑轨的夹紧滚轮，所述的滑轨固定连接在Y轴向传动机构的Y滚珠丝杆副之螺母上；机座的背面两侧设有平行于Y轴向传动机构的Y轴滚动导轨，Y轴滚动导轨上设有与之配合在其上滑移的辅助平台。

本实用新型整体式二维运动工作平台所设置的框形平台X轴向运动由X轴向传动机构驱动，辅助平台Y轴向运动由Y轴向传动机构驱动，由于工作平台是架设在框形平台上的，框形平台的X轴向运动，必然带动其上的工作平台一起运动。由于工作平台与框形平台之间为导轨配合，架设在框形平台端面Y辅助滚珠导轨上的工作平台可以沿该导轨运动，因此，当Y轴向传动机构驱动辅助平台Y轴向运动时，与辅助平台连接的滑轨通过夹紧滚轮拨动工作平台在Y辅助滚珠导轨上运动。由于工作平台的Y轴向运动是通过滑轨与夹紧滚轮的配合和工作平台与Y辅助滚珠导轨的配合来实现的，因此工作平台的Y轴向运动不会影响其X轴向运动。

本实用新型整体式二维运动工作平台设计科学，其具有以下特点：

1.采用整体式机座和传递运动的滑轨、滚轮机构，使得传动部件(如电机、联轴器、滚珠丝杠)均可固定安装在同一个底座内，整台机器结构紧凑，提高了整个二维运动工作平台的整体刚性。

2.由于二维运动工作平台本身的随动运动部件较少，因此，减少了自身的运动负荷，提高了二维运动工作平台的承载能力，使二维运动工作平台实现高速运动成为可能。

3.由于采用了整体式结构，电气部件如电机、原点检测光电传感器和限位光电传感器都可以固定安装在机座上，不存在因电线长期来回运动而磨擦破损所引起的故障。

4.由于采用整体式结构，二维运动工作平台的Y轴向运动的传动部件(如电机、联轴器、滚珠丝杠)不会成为X轴向运动传动的负载，因此这种结构的二维运动工作平台的运动速度较常规类型的要提高很多，特别适合于需要频繁高速起停的应用场合。

5.高速、精密、低噪音，特别适于那些需要高速精密定位的场所，如电子、半导体自动化设备等。

本实用新型整体式二维运动工作平台的具体结构由以下附图和实施例详细给出。

附图说明

图1是整体式二维运动工作平台的结构示意图；

图2是图1所示整体式二维运动工作平台A-A向剖面结构示意图；

图3是图1所示整体式二维运动工作平台B-B向剖面结构示意图。

图4是双层式二维运动工作平台的结构示意图；

图5是分体拖钩式二维运动工作平台的结构示意图；

具体实施方式

从图1、图2和图3可以清楚地看到，整体式二维运动工作平台包括：机座1，X轴向传动机构2、Y轴向传动机构3和工作平台4，所述的X轴向传动机构2由电机21、联轴器22、滚珠丝杆副23、滚珠丝杆副螺母24组成，所述的机座1为框形结构；X轴向传动机构2通过轴承5安装在机座1的一侧；所述Y轴向传动机构由电机31、联轴器32、滚珠丝杆副33、滚珠丝杆副螺母34组成，Y轴向传动机构3垂直于X轴向传动机构2、通过轴承6安装在机座1中线位置；机座1的端面两侧边框上分别设有平行于X轴向传动机构2的X轴滚动导轨25，X轴滚动导轨25上设有与之配合在其上滑移的框形平台26，框形平台26一端与X轴向传动机构2的滚珠丝杆副23之螺母24连接，框形平台26的端面两侧边框上分别设有一对平行于Y轴向传动机构3的Y轴辅助滚动导轨41，Y轴辅助滚动导轨41上安装一可沿其轴向滑移的工作平台4；工作平台4的背面设有一对用于夹持滑轨42的夹紧滚轮43，所述的滑轨42通过螺钉44固定在Y轴向传动机构3的Y滚珠丝杆副33之螺母34上；机座1的背面两侧设有平行于Y轴向传动机构3的Y轴滚动导轨35，Y轴滚动导轨35上设有与之配合在其上滑移的辅助平台36。

为消除夹紧滚轮43与滑轨42配合过程中的间隙，所述的夹紧滚轮43中有一个是偏心滚轮，当与另一个滚轮一起夹紧滑轨时，可以通过旋转它来调节偏心量。

本实用新型整体式二维运动工作平台的传动过程是：二维运动工作平台的X轴向运动是通过X轴电机21驱动X轴滚珠丝杠副23之螺母24，由螺母24带动框形平台26沿X轴滚动导轨25运动，并通过Y轴辅助滚动导轨41带动工作平台4向X轴向的直线运动。二维运动工作平台的Y轴向运动则通过Y轴电机31驱动Y轴滚珠丝杠副33之螺母34，通过螺母34带动辅助平台36，并带动固联其上的滑轨42沿Y轴向运动，由于滑轨42被夹持在一对夹紧滚轮43之间，而夹紧滚轮43固联在工作平台4上，当辅助平台36在Y轴滚珠丝杠副33之螺母34的带动下，沿Y轴滚动滑轨35向Y轴向移动时，固联在螺母34上的滑轨42亦向Y轴向运动，由于固联在工作平台4上的夹紧滚轮43夹持在滑轨42上，滑轨42的Y轴向运动便通过夹紧滚轮43带动工作平台4沿设置在框形平台26端面的Y轴辅助滚动导轨41运动，从而实现工作平台4的Y轴向运动。由于工作平台4的Y轴向运动是通过滑轨42、夹紧滚轮43实现的，因此工作平台4的Y轴向的运动不会对X轴向的运动产生约束，不会影响工作平台4的X轴向运动。

Claims (3)

1、一种整体式二维运动工作平台，包括：机座、X轴向传动机构和Y轴向传动机构，其特征在于：所述的机座为框形结构，X轴向传动机构通过轴承安装在机座的侧壁，垂直于X轴向传动机构之机座中线位置通过轴承安装Y轴向传动机构；机座的对应两侧边框端面设有平行于X轴向传动机构的X轴滚动导轨，X轴滚动导轨上设有与之配合在其上滑移的框形平台，框形平台一端与X轴向传动机构的滚珠丝杆副之螺母连接，框形平台两侧边框端面设有一对与Y轴向传动机构平行的Y轴辅助滚动导轨，Y轴辅助滚动导轨上安装一可沿其轴向滑移的工作平台；工作平台的背面设有一对用于夹持滑轨的夹紧滚轮，所述的滑轨固定连接在Y轴向传动机构的Y滚珠丝杆副之螺母上；机座的背面两侧设有平行于Y轴向传动机构的Y轴滚动导轨，Y轴滚动导轨上设有与之配合在其上滑移的辅助平台。

2、根据权利要求1所述的整体式二维运动工作平台，其特征在于：夹紧滚轮(43)中有一个是偏心滚轮，当与另一个滚轮一起夹紧滑轨时，可以通过旋转它来调节偏心量。

3、根据权利要求1所述的整体式二维运动工作平台，其特征在于：滑轨(42)通过螺钉(44)固定在Y轴向传动机构(3)的Y滚珠丝杆副(33)之螺母(34)上。

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