TWI390198B - A linear frictional resistance measurement device - Google Patents

Description

一種線性摩擦阻力量測裝置

本發明係關於一種線性摩擦阻力量測裝置，特別是指一種線性摩擦阻力量測裝置。

隨著半導體工業與奈米科技的開發與運用，使得奈米級定位平台的需求快速成長同時也是未來科技發展的關鍵技術之一，現今線性滑軌商品已經被廣泛地運用在精密機械、自動化、各種動力傳輸、半導體、醫療和航太等產業上，更進一步的並應用於高精度的微動定位平台上，而目前國內外對於高精度導螺桿的檢測技術已經是非常的成熟，但是對於線性滑軌的檢測技術卻還是在萌芽的階段。

滾珠線性滑軌的運動方式主要是藉由滑塊與滑軌之間的滾珠作相對的滾動與滑動運動，因此當滑塊與滾珠有相對運動時既會產生滾動摩擦或是滑動摩擦現象，而滾珠在迴流道中亦會與相鄰的滾珠或保持器發生摩擦，其摩擦方式為滾動摩擦，儘管滾動摩擦阻力較滑動摩擦阻力小，但是對高精度機具還是有相當程度的影響，為了不讓滾珠線性滑軌的摩擦現象降低系統精度、工作效率與工作壽命，因此如何有效控管產品的精度是一門急需建構的技術。

當線性滑軌滑塊與滑軌兩個物體間產生相對運動時即會產生摩擦現象，造成磨損、熱變形、降低精度和工作效率等負面 影響，所以如何有效的降低線性滑軌滑塊與滑軌兩個物體間相對摩擦現象是目前必需考量的。

目前國內外對於高精度導螺桿的檢測技術已經是非常的成熟，且有多款的測量機出現，但是對於線性滑軌的檢測技術卻還是在萌芽的階段，目前一般廠商在檢測線性滑軌摩擦阻力量方面還是採用樣品抽查的方式針對線性滑軌摩擦阻力進行檢測，並沒有針對每件樣品進行檢測，且其檢測方法也是採用比較傳統力量量錶檢驗方法利用人工方式檢測，此種方式不但耗時且不符合人力成本，而其檢測出來的數值也會因人而異，所以如何建構一省時、快速、高精度的線性滑軌摩擦阻力量測系統為本專利之發明或創作背景。

利用本發明即可檢測出線性滑軌之摩擦力，藉此做適當的調整以降低摩擦阻力，即可延長線性滑軌的使用壽命與提高產品精度。

本發明之目的即在於提供一種具備推拉力計與控制系統的線性摩擦阻力量測裝置，藉由等速控制量測線性馬達之驅動電流，再藉由公式的轉換，即可獲得線性滑軌摩擦阻力。

本發明之次一目的係在於提供一種線性摩擦阻力量測裝置，具備檢測線性滑軌、滑塊以及滾珠之摩擦阻力，同時提高系統檢測速度與產品精度。

本發明之另一目的係在於提供一種線性摩擦阻力量測裝置，使用雙向量測的推拉力計，推拉力計會顯示線性滑軌、滑塊以及滾珠之摩擦阻力，藉由此量測系統即可獲得線性滑軌、滑塊以及滾珠在運動時，摩擦阻力的分佈情況。

可達成上述發明目的之線性摩擦阻力量測裝置，包括有：一基座；一線性馬達，固定於基座上，為提供驅動力；一滑軌固定座，係設置於基座上，用以固定並承載線性裝置；一線性裝置(linear unit)，係為一滑軌與一滑塊之組合，該滑塊可於滑軌上滑動；一含有至少一個推拉力計(force gauge)之聯接桿(connecting link)，係用以聯接線性馬達與滑塊，提供滑塊受線性馬達驅動，亦將滑軌或滑塊位移量的變化等信息轉換成電信號輸出。

其中，含有至少一個推拉力計之聯接桿，在另一實施例中能以推力樑(beam for loading)替換，該推力樑亦提供將滑軌或滑塊位移量的變化等信息轉換成電信號輸出之功效。

請參閱圖一與圖二，本發明所提供之線性摩擦阻力量測裝置，為提供檢測線性滑軌(21)、滑塊(22)以及滾珠之摩擦阻力， 同時提高系統檢測速度與產品精度，主要包括有：一線性馬達(1)、一滑軌固定座(6)、一線性裝置(2)以及含有至少一個推拉力計(32)之聯接桿(31)所構成。

該線性馬達(1)固定於基座(5)上，為提供驅動力；該滑軌固定座(6)係設置於基座(5)上，用以固定並承載線性裝置(2)；該線性裝置(2)係為一滑軌(21)與一滑塊(22)之組合，該滑塊(22)可於滑軌(21)上滑動；含有至少一個推拉力計(32)之聯接桿(31)，係用以聯接線性馬達(1)與滑塊(22)，提供滑塊(22)受線性馬達(1)驅動，亦將滑軌(21)或滑塊(22)位移量的變化等信息轉換成電信號輸出。

請參閱圖三為本發明另一實施例，主要包括有：該線性馬達(1)固定於基座(5)上，為提供驅動力；該滑軌固定座(6)係設置於基座(5)上，用以固定並承載線性裝置(2)；該線性裝置(2)係為一滑軌(21)與一滑塊(22)之組合，該滑塊(22)可於滑軌(21)上滑動；該推力樑(4)係用以聯接線性馬達(1)與滑塊(22)，提供滑塊(22)受線性馬達(1)驅動，亦將滑軌(21)或滑塊(22)位移量的變化等信息轉換成電信號輸出。

在本發明中，被檢測物為滑軌(21)或滑塊(22)，本量測系統是以線性馬達(1)為主動件經由聯接桿(31)(或推力樑(4))帶動滑塊(22)移動，藉由等速控制量測線性馬達(1)之驅動電流，再藉由公式的轉換，即可由推拉力計(32)(或推力樑(4))獲得線 性滑軌(21)以及滑塊(22)的摩擦阻力。

而量測系統之線性馬達(1)為一電磁驅動之致動器，在運動時僅有與空氣之摩擦阻力，此摩擦阻力可視為零摩擦阻力，因此在量測的過程不會影響量測之結果。

在使用推拉力計(32)(或推力樑(4))量測線性滑軌(21)以及滑塊(22)的摩擦阻力之前必須先針對量測儀器推拉力計(32)(或推力樑(4))進行系統校正，藉由推拉力計(32)(或推力樑(4))所量得的電壓訊號作比對，既可以知道當推拉力計(32)(或推力樑(4))所量得的電壓訊號與推動滑塊(22)時的電壓訊號差，藉以得知滑塊(22)與滑軌(21)間會產生摩擦阻力的大小。

本系統架構在摩擦力量測方面，利用兩個雙向量測的推拉力計(32)整合至固定治具(33)的聯接桿(31)，使聯接桿(31)與滑塊(22)、線性馬達(1)同步移動，量測時推拉力計(32)會顯示線性滑軌(21)以及滑塊(22)之摩擦阻力，藉由此量測系統即可獲得線性滑軌(21)、滑塊(22)以及滾珠在運動時，摩擦阻力的分佈情況。

本發明所提供之線性摩擦阻力量測裝置，與前述引證案及其他習用技術相互比較時，更具有下列之優點：1.本發明可用於檢測線性滑軌之摩擦阻力。

2.本發明用於降低摩擦對元件損耗的調整。

3.本發明可提高目前檢測技術之精度與工作校率。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不但在空間型態上確屬創新，並能較習用物品增進上述多項功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

1‧‧‧線性馬達

2‧‧‧線性裝置

21‧‧‧滑軌

22‧‧‧滑塊

31‧‧‧聯接桿

32‧‧‧推拉力計

33‧‧‧固定治具

4‧‧‧推力樑

5‧‧‧基座

6‧‧‧滑軌固定座

圖一與圖二為本發明線性摩擦阻力量測裝置之第一實施例之示意圖；圖三為本發明線性摩擦阻力量測裝置之第二實施例之示意圖。

1‧‧‧線性馬達

2‧‧‧線性裝置

21‧‧‧滑軌

22‧‧‧滑塊

31‧‧‧聯接桿

32‧‧‧推拉力計

33‧‧‧固定治具

4‧‧‧推力樑

5‧‧‧基座

6‧‧‧滑軌固定座

Claims (5)

1. 一種線性摩擦阻力量測裝置，包括：線性馬達，為提供驅動力；線性裝置，係為一滑軌與一滑塊之組合，該滑塊可於滑軌上滑動；含有至少一個推拉力計之聯接桿，係用以聯接線性馬達與滑塊，提供滑塊受線性馬達驅動，亦將滑軌或滑塊位移量的變化等信息轉換成電信號輸出。
2. 如申請專利範圍第1 項所述之線性摩擦阻力量測裝置，其中該線性馬達為主動件經由聯接桿帶動滑塊移動，藉由等速控制量測線性馬達之驅動電流，即可由推拉力計獲得線性滑軌或滑塊的摩擦阻力。
3. 如申請專利範圍第1 項所述之線性摩擦阻力量測裝置，其中該推拉力計為兩個雙向量測的裝置。
4. 一種線性摩擦阻力量測裝置，包括：線性馬達，為提供驅動力；線性裝置，係為一滑軌與一滑塊之組合，該滑塊可於滑軌上滑動；推力樑，係用以聯接線性馬達與滑塊，提供滑塊受線性馬達驅動，亦將滑軌或滑塊位移量的變化等信息轉換成電信號輸出。
5. 如申請專利範圍第4 項所述之線性摩擦阻力量測裝置，其 中該線性馬達為主動件經由推力樑帶動滑塊移動，藉由等速控制量測線性馬達之驅動電流，即可由推拉力計獲得線性滑軌或滑塊的摩擦阻力。