專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高速線性馬達(dá)定位平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種線性馬達(dá)定位平臺(tái)的精密結(jié)構(gòu)，特別是指一種以馬達(dá)的一次側(cè)做為固定部，而適合于高速移動(dòng)的線性馬達(dá)定位平臺(tái)。
習(xí)用的使用線性馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)是使用鐵磁性材料制造成具有齒狀結(jié)構(gòu)的固定部，并以電磁鐵及永久磁鐵等組部成一個(gè)活動(dòng)部，相對(duì)于固定部移動(dòng)；其中電磁鐵由于是直接由電流的通過(guò)而產(chǎn)生磁場(chǎng)，稱(chēng)為線性馬達(dá)的一次側(cè)，而齒狀結(jié)構(gòu)的鐵磁性材料由于是感應(yīng)一次側(cè)產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化，稱(chēng)為二次側(cè)。此種設(shè)計(jì)在線性馬達(dá)運(yùn)動(dòng)速度較慢時(shí)，使用上確實(shí)沒(méi)有問(wèn)題，但是當(dāng)活動(dòng)部快速來(lái)回移動(dòng)時(shí)，活動(dòng)部上連接電磁鐵的接線十分容易斷裂，使用壽命變得很低，為避免突發(fā)的故障發(fā)生，接線甚至于需要定期更換，故實(shí)非一良好的機(jī)構(gòu)。
為達(dá)成上述的實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供一種高速線性馬達(dá)定位平臺(tái)，包含一固定部，其是由一上一次側(cè)結(jié)構(gòu)及一下一次側(cè)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，其中上一次側(cè)結(jié)構(gòu)及下一次側(cè)結(jié)構(gòu)相互固接，且分別內(nèi)含數(shù)個(gè)磁模組；且前述的磁模組各包含一永久磁鐵、一組矽鋼片與一線圈；以及一活動(dòng)部，其是由鐵磁性材料制成而其上設(shè)有齒狀結(jié)構(gòu)的二次側(cè)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成；且前述的上一次側(cè)結(jié)構(gòu)及下一次側(cè)結(jié)構(gòu)分別設(shè)置于前述的活動(dòng)部的二次側(cè)結(jié)構(gòu)兩側(cè)，而成一個(gè)三明治組合。
其中上一次側(cè)結(jié)構(gòu)及下一次側(cè)結(jié)構(gòu)分別內(nèi)含兩個(gè)零損耗軸承，以避免固定部和活動(dòng)部間的磨擦。
其中零損耗軸承是為一空氣軸承。
其中固定部的上一次側(cè)結(jié)構(gòu)與二次側(cè)結(jié)構(gòu)相對(duì)處加設(shè)一位置量測(cè)系統(tǒng)，且位置量測(cè)系統(tǒng)的讀頭是設(shè)于前述的固定部。
其中前述的磁模組包含驅(qū)動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)的磁模組及驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)的磁模組，驅(qū)動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)的磁模組及驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)的磁模組相交正交。
本實(shí)用新型的活動(dòng)部為使用鐵磁性材料制作而成，其上沒(méi)有接線；而固定部則是由具有數(shù)個(gè)磁模組的結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，其上具有接線連接磁模組，以使磁模組在電流變化時(shí)對(duì)周?chē)臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)變化，本實(shí)用新型由于活動(dòng)部上面沒(méi)有接線，故在快速移動(dòng)時(shí)沒(méi)有接線被拉斷的問(wèn)題；為使活動(dòng)部運(yùn)動(dòng)時(shí)可以循一定的軌跡移動(dòng)，且具有較大的推力，本實(shí)用新型的高速線性馬達(dá)定位平臺(tái)設(shè)計(jì)成三明治狀，其固定部包含分設(shè)在活動(dòng)部?jī)蓚?cè)的上一次側(cè)結(jié)構(gòu)及下一次側(cè)結(jié)構(gòu)，上一次側(cè)結(jié)構(gòu)及下一次側(cè)結(jié)構(gòu)各設(shè)置有磁模組的結(jié)構(gòu)，且內(nèi)部縱向嵌設(shè)零損耗軸承(例如氣壓軸承)，利用零損耗軸承使活動(dòng)部懸浮于固定部的上一次側(cè)結(jié)構(gòu)與下一次側(cè)結(jié)構(gòu)之間；且由于活動(dòng)部?jī)蓚?cè)各都設(shè)有磁模組的結(jié)構(gòu)，磁場(chǎng)的強(qiáng)度可以提高為傳統(tǒng)以一次側(cè)做為活動(dòng)部的線性馬達(dá)的一倍。借由如此設(shè)計(jì)，使本實(shí)用新型的高速線性馬達(dá)定位平臺(tái)達(dá)到具有高推力、高定位精度、低摩擦、高加速性、高可靠度與體積小的定位平臺(tái)結(jié)構(gòu)。
當(dāng)本實(shí)用新型的高速線性馬達(dá)定位平臺(tái)需要位置檢出的回饋時(shí)，為避免檢出信號(hào)線在高速移動(dòng)中斷裂，讀頭則裝設(shè)于線性馬達(dá)定位平臺(tái)的固定部。
本實(shí)用新型所提供高速線性馬達(dá)定位平臺(tái)，與其他習(xí)用結(jié)構(gòu)相互比較時(shí)，具有下列的優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型的活動(dòng)部乃借由空氣軸承懸浮于固定部的上，下一次側(cè)結(jié)構(gòu)之間，借由空氣軸承流出的壓縮氣體，使固定部與活動(dòng)部間，無(wú)論是靜止或高速相對(duì)移動(dòng)，均不接觸，完全革除兩物件接觸時(shí)產(chǎn)生的磨擦與磨耗的問(wèn)題，有效提高加工速度，并由于空氣軸承會(huì)流出壓縮氣體的設(shè)計(jì)，使本實(shí)用新型別具氣冷效果。再則，固定部采用上、下一次側(cè)結(jié)構(gòu)的兩層的方式，可增加機(jī)臺(tái)至少兩倍的推力，利于提高機(jī)臺(tái)的加工速度。且固定部與活動(dòng)部其分成三層板狀的組合方式，則是達(dá)成習(xí)用結(jié)構(gòu)所不及的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且體積小的優(yōu)勢(shì)，可提高廠房面積的使用效率。
2.同時(shí)，由于使用線性馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有剛性及背隙等問(wèn)題，使得定位精密度得以保持一定水準(zhǔn)，徹底革除習(xí)用結(jié)構(gòu)以滾動(dòng)螺桿為動(dòng)力媒介而易于產(chǎn)生摩擦損耗及背隙的缺弊。
3.再者，由于接線是連接在固定部上，故可避免線性馬達(dá)在高速運(yùn)動(dòng)中接線斷裂的問(wèn)題。
上述的活動(dòng)部20乃由高速線性馬達(dá)的二次側(cè)結(jié)構(gòu)21所構(gòu)成，此二次側(cè)結(jié)構(gòu)21由鐵磁性材料制成，其上設(shè)有齒狀的結(jié)構(gòu)，齒狀的鐵磁性材料結(jié)構(gòu)可隨磁模組30的磁場(chǎng)改變而產(chǎn)生推力。活動(dòng)部20因?yàn)槌时“逍?，量輕而容易懸浮于上一次側(cè)結(jié)構(gòu)11及下一次側(cè)結(jié)構(gòu)12的零損耗軸承40間。本實(shí)用新型的高速線性馬達(dá)定位平臺(tái)的活動(dòng)部20與固定部10的二次側(cè)結(jié)構(gòu)21，因?yàn)槎蝹?cè)結(jié)構(gòu)21的齒狀鐵磁性材料結(jié)構(gòu)，借由電磁學(xué)原理，使固定部10的上一次側(cè)11及下一次側(cè)12內(nèi)的磁模組30與活動(dòng)部20的二次側(cè)結(jié)構(gòu)21相互感應(yīng)而產(chǎn)生激磁作用，使活動(dòng)部20得以在上一次側(cè)11及下一次側(cè)12中移動(dòng)，達(dá)到工件定位加工的效益。
請(qǐng)參閱圖2，此設(shè)計(jì)乃是本實(shí)用新型應(yīng)用于單軸閉回路控制狀態(tài)的定位平臺(tái)，此結(jié)構(gòu)是在固定部10的上一次側(cè)結(jié)構(gòu)11與活動(dòng)部20的相對(duì)處加設(shè)一位置量測(cè)系統(tǒng)50；位置量測(cè)系統(tǒng)50是由設(shè)于上一次側(cè)結(jié)構(gòu)11的讀頭51與設(shè)于活動(dòng)部20的尺身52所構(gòu)成，如此可以量測(cè)系統(tǒng)的回饋訊號(hào)作閉回路控制，以防止失步的誤差，進(jìn)一步提高定位精度，且由于讀頭51是裝設(shè)于線性馬達(dá)定位平臺(tái)的固定部10之上，可避免高速度移動(dòng)中檢出信號(hào)線斷裂的問(wèn)題。
圖3是本實(shí)用新型應(yīng)用于雙軸開(kāi)回路控制的定位平臺(tái)的示意圖，其中主要是于上一次側(cè)結(jié)構(gòu)11及下一次側(cè)結(jié)構(gòu)12上分別配置驅(qū)動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)的磁模組60與驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)的磁模組70，其中驅(qū)動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)的磁模組60及驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)的磁模組70相交正交，而活動(dòng)部10與上一次側(cè)結(jié)構(gòu)11及下一次側(cè)結(jié)構(gòu)12的感應(yīng)區(qū)域則分別設(shè)有鐵磁性材料制作而成的齒狀二次側(cè)結(jié)構(gòu)80，以對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)的磁模組60及驅(qū)動(dòng)Y軸連動(dòng)的磁模組70；如此設(shè)計(jì)，即可使活動(dòng)部20增具有X軸與Y軸的同時(shí)快速運(yùn)動(dòng)的功能，提高工件加工效益。
請(qǐng)參閱圖4，此設(shè)計(jì)為本實(shí)用新型應(yīng)用于雙軸閉回路控制的定位平臺(tái)，其主要是在圖3實(shí)施例的固定部10與活動(dòng)部20的相對(duì)處再加設(shè)一位置量測(cè)系統(tǒng)90；位置量測(cè)系統(tǒng)90主要是由設(shè)于上一次側(cè)結(jié)構(gòu)11的讀頭91及設(shè)于活動(dòng)部20的尺身92(二維結(jié)構(gòu))組合而成。如此可以回饋檢測(cè)訊號(hào)作閉回路控制，以防止失步并縮小位置誤差，進(jìn)一步提高定位精度；且由于讀頭91是裝設(shè)于線性馬達(dá)定位平臺(tái)的固定部10之上，可避免檢出信號(hào)線斷裂的問(wèn)題。
權(quán)利要求1.一種高速線性馬達(dá)定位平臺(tái)，其特征在于，包含一固定部，其是由一上一次側(cè)結(jié)構(gòu)及一下一次側(cè)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，其中上一次側(cè)結(jié)構(gòu)及下一次側(cè)結(jié)構(gòu)相互固接，且分別內(nèi)含數(shù)個(gè)磁模組；且前述的磁模組各包含一永久磁鐵、一組矽鋼片與一線圈；以及一活動(dòng)部，其是由鐵磁性材料制成而其上設(shè)有齒狀結(jié)構(gòu)的二次側(cè)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成；且前述的上一次側(cè)結(jié)構(gòu)及下一次側(cè)結(jié)構(gòu)分別設(shè)置于前述的活動(dòng)部的二次側(cè)結(jié)構(gòu)兩側(cè)，而成一個(gè)三明治組合。
2.按權(quán)利要求1所述的高速線性馬達(dá)定位平臺(tái)，其特征在于，其中上一次側(cè)結(jié)構(gòu)及下一次側(cè)結(jié)構(gòu)分別內(nèi)含兩個(gè)零損耗軸承，以避免固定部和活動(dòng)部間的磨擦。
3.按權(quán)利要求2所述的高速線性馬達(dá)定位平臺(tái)，其特征在于，其中零損耗軸承是為一空氣軸承。
4.按權(quán)利要求1所述的高速線性馬達(dá)定位平臺(tái)，其特征在于，其中固定部的上一次側(cè)結(jié)構(gòu)與二次側(cè)結(jié)構(gòu)相對(duì)處加設(shè)一位置量測(cè)系統(tǒng)，且位置量測(cè)系統(tǒng)的讀頭是設(shè)于前述的固定部。
5.按權(quán)利要求1所述的高速線性馬達(dá)定位平臺(tái)，其特征在于，其中前述的磁模組包含驅(qū)動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)的磁模組及驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)的磁模組，驅(qū)動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)的磁模組及驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)的磁模組相交正交。
專(zhuān)利摘要一種高速線性馬達(dá)定位平臺(tái)，包括一固定部及一設(shè)于固定部中間的活動(dòng)部；其中固定部由上一次側(cè)結(jié)構(gòu)及下一次側(cè)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成；上一次側(cè)結(jié)構(gòu)及下一次側(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部縱向嵌設(shè)零損耗軸承；利用零損耗軸承使活動(dòng)部懸浮于固定部的上一次側(cè)結(jié)構(gòu)與下一次側(cè)結(jié)構(gòu)之間，借如此設(shè)計(jì)，達(dá)到一具有高定位精度、低摩擦、高加速性、高可靠度與體積小的定位平臺(tái)結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H02K41/02GK2545747SQ0223655
公開(kāi)日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2002年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月5日
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