專利名稱：基于雙直線電機(jī)的高速高精度微沖壓驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型零件高速高精度微沖壓成形驅(qū)動設(shè)備。
背景技術(shù)：
微塑性成形的零件幾何尺寸非常微小，對成形設(shè)備的運(yùn)動速度、定位精度 和成形效率提出了很高要求，而且要求設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)位移和成形力的精確控 制。傳統(tǒng)成形設(shè)備的驅(qū)動裝置，已經(jīng)無法滿足微塑性成形的需要。例如，曲柄
驅(qū)動設(shè)備由于具有固定位移一時間特性，而且不能對壓力進(jìn)行自動控制；液壓 和氣壓驅(qū)動設(shè)備盡管能夠滿足這些要求，卻不能實(shí)現(xiàn)快的沖壓頻率；壓電驅(qū)動 成形系統(tǒng)盡管響應(yīng)速度快，輸出力和工作行程也是可以調(diào)節(jié)的，但是壓電陶瓷 的輸出位移量較小，不能滿足沖壓成形的需要。這就需要針對微塑性成形的特 點(diǎn)采用新的驅(qū)動方式，來研制微塑性成形設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于雙直線電機(jī)的高速高精度微沖壓驅(qū)動系統(tǒng)， 它可解決傳統(tǒng)成形設(shè)備的驅(qū)動裝置，無法滿足零件微塑性成形的問題。
本發(fā)明包括底座、兩個機(jī)架、兩個支架；所述兩個機(jī)架的下端分別與底座 的上端面的左端和右端固接，兩個支架前后并列設(shè)置在兩個機(jī)架之間且分別與 兩個機(jī)架固接；本發(fā)明還包括兩個直線電機(jī)、四條導(dǎo)軌、八個導(dǎo)軌滑塊、四個 制動器以及滑塊、光柵尺和光柵尺探頭；所述滑塊裝在兩個支架之間，滑塊的 前端和后端對稱設(shè)置有一個直線電機(jī)，每個直線電機(jī)的初級與相鄰的支架固 接，每個直線電機(jī)的次級與滑塊固接，滑塊的前端面上和后端面上左右對稱分 別固裝有沿縱向設(shè)置的導(dǎo)軌，每條導(dǎo)軌與相應(yīng)的兩個導(dǎo)軌滑塊的兩個導(dǎo)軌滑槽 滑動配合，每個導(dǎo)軌滑塊與相鄰的支架固接，四條導(dǎo)軌的正上方設(shè)置有與相鄰 支架固接的制動器，光柵尺固裝在滑塊的左側(cè)面或右側(cè)面上，光柵尺探頭靠近 光柵尺設(shè)置且固裝在相鄰的機(jī)架上。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明在系統(tǒng)整體構(gòu)形設(shè)計上，采用雙直線電 機(jī)直接驅(qū)動，除了具有曲柄壓力機(jī)優(yōu)點(diǎn)的同時，還具有速度一位移精確可控的 特性。更重要的優(yōu)點(diǎn)是速度快、定位精度高，同時還可避免產(chǎn)生偏載力矩，獲得更高的運(yùn)行速度和精度，同時提高了系統(tǒng)的使用壽命。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)微型 零件的精密微塑性成形，系統(tǒng)的測量和控制精度高。該系統(tǒng)適用于體積微塑性 成形、精密微沖裁以及微拉深成形等多種工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、大批量和多
種類型的微塑性零件成形，在微電子、微機(jī)械以及MEMS (微機(jī)電系統(tǒng))等 多個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。


圖l本發(fā)明的主視圖，圖2是圖1的A-A剖面圖；圖3是圖2的B-B剖面圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1 圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由底座l、 兩個機(jī)架2、兩個支架3、兩個直線電機(jī)4、四條導(dǎo)軌5、八個導(dǎo)軌滑塊6、四 個制動器7以及滑塊8、光柵尺9和光柵尺探頭10組成；所述兩個機(jī)架2的 下端分別與底座1的上端面的左端和右端固接，兩個支架3前后并列設(shè)置在兩 個機(jī)架2之間且分別與兩個機(jī)架2固接，兩個支架3作為兩個直線電機(jī)4的支 撐件；所述滑塊8裝在兩個支架3之間，滑塊8的前端和后端對稱設(shè)置有一個 直線電機(jī)4，可以獲得良好的加速性能和較大的輸出載荷，并能保證輸出力的 中心和設(shè)備的中心一致，避免產(chǎn)生偏心載荷，每個直線電機(jī)4的初級14與相 鄰的支架3固接，直線電機(jī)4的初級14是固定不動的，可減少運(yùn)動部件的質(zhì) 量，每個直線電機(jī)4的次級13與滑塊8固接，直線電機(jī)4的次級13相對于直 線電機(jī)4的初級運(yùn)動，同時帶動滑塊8在豎直方向上運(yùn)動，滑塊8的前端面上 和后端面上左右對稱分別固裝有沿縱向設(shè)置的導(dǎo)軌5，每條導(dǎo)軌5與相應(yīng)的兩 個導(dǎo)軌滑塊6的兩個導(dǎo)軌滑槽11滑動配合，可以獲得高的導(dǎo)向精度，每個導(dǎo) 軌滑塊6與相鄰的支架3固接，四條導(dǎo)軌5的正上方設(shè)置有與相鄰支架3固接 的制動器7，可實(shí)現(xiàn)對滑塊8的制動，光柵尺9固裝在滑塊8的左側(cè)面或右側(cè) 面上，光柵尺探頭10靠近光柵尺9設(shè)置且固裝在相鄰的機(jī)架2上，用以測量 滑塊8的運(yùn)動位移；所述制動器7采用氣動制動器。
本實(shí)施方式的系統(tǒng)的輸出位移是0 200mm，最大輸出載荷大于5kN,位 移精度為5um。直線電機(jī)選擇西門子的1FN3300型；導(dǎo)軌選擇日本THK的 HSR35;氣動制動器使用德國的ZIMMER的產(chǎn)品；光柵尺和光柵尺探頭選擇 德國Heidenhain公司生產(chǎn)的LC183型產(chǎn)品。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的滑塊8的上端 面上與中心軸線左右對稱位置處設(shè)置有兩個縱向減重通孔12。如此設(shè)置，可
獲得好的加速性能，在相同力的作用下，運(yùn)動部分質(zhì)量越輕越好。其它組成及 連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
本發(fā)明系統(tǒng)的工作過程是為了保證兩個直線電機(jī)運(yùn)動的同步性，兩個直 線電機(jī)采用一套控制器來控制。根據(jù)具體的成形工藝制定出直線電機(jī)運(yùn)動軌 跡，即直線電機(jī)輸出位移一時間曲線，直線電機(jī)控制器按照運(yùn)動軌跡來控制直 線電機(jī)的運(yùn)動。運(yùn)動開始時，氣動制動器松開，失去對導(dǎo)軌的制動作用，滑塊 在直線電機(jī)的次級驅(qū)動下自由滑動，直線電機(jī)能夠以較大的加速度減速或加速 做直線運(yùn)動，也可以在某一范圍內(nèi)做高速往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)在需要時，撤掉氣壓， 氣動制動器抱緊導(dǎo)軌，對導(dǎo)軌起到制動作用，滑塊不能運(yùn)動。光柵尺隨滑塊一 起運(yùn)動，光柵尺探頭通過檢測光柵尺的位置信息來檢測滑塊的位置，并將滑塊 位置信息反饋給直線電機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)直線電機(jī)的閉環(huán)控制。直線電機(jī)控制器 可以根據(jù)工作需要控制直線電機(jī)停在某一位置。若設(shè)備較長時間不用時，可以 使用氣動制動器將滑塊固定住。
權(quán)利要求
1、一種基于雙直線電機(jī)的高速高精度微沖壓驅(qū)動系統(tǒng)，它包括底座(1)、兩個機(jī)架(2)、兩個支架(3)；所述兩個機(jī)架(2)的下端分別與底座(1)的上端面的左端和右端固接，兩個支架(3)前后并列設(shè)置在兩個機(jī)架(2)之間且分別與兩個機(jī)架(2)固接；其特征在于它還包括兩個直線電機(jī)(4)、四條導(dǎo)軌(5)、八個導(dǎo)軌滑塊(6)、四個制動器(7)以及滑塊(8)、光柵尺(9)和光柵尺探頭(10)；所述滑塊(8)裝在兩個支架(3)之間，滑塊(8)的前端和后端對稱設(shè)置有一個直線電機(jī)(4)，每個直線電機(jī)(4)的初級(14)與相鄰的支架(3)固接，每個直線電機(jī)(4)的次級(13)與滑塊(8)固接，滑塊(8)的前端面上和后端面上左右對稱分別固裝有沿縱向設(shè)置的導(dǎo)軌(5)，每條導(dǎo)軌(5)與相應(yīng)的兩個導(dǎo)軌滑塊(6)的兩個導(dǎo)軌滑槽(11)滑動配合，每個導(dǎo)軌滑塊(6)與相鄰的支架(3)固接，四條導(dǎo)軌(5)的正上方設(shè)置有與相鄰支架(3)固接的制動器(7)，光柵尺(9)固裝在滑塊(8)的左側(cè)面或右側(cè)面上，光柵尺探頭(10)靠近光柵尺(9)設(shè)置且固裝在相鄰的機(jī)架(2)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙直線電機(jī)的高速高精度微沖壓驅(qū)動系統(tǒng)， 其特征在于在所述滑塊(8)的上端面上與中心軸線左右對稱位置處設(shè)置有兩個 縱向減重通孔(12)。
全文摘要
基于雙直線電機(jī)的高速高精度微沖壓驅(qū)動系統(tǒng)，它涉及一種微型零件高速高精度微沖壓成形驅(qū)動設(shè)備。本發(fā)明可解決傳統(tǒng)成形設(shè)備的驅(qū)動裝置，無法滿足零件微塑性成形的問題。兩個機(jī)架(2)與底座(1)的左、右端固接，兩個支架(3)與兩個機(jī)架(2)固接，滑塊(8)裝在兩個支架(3)之間，滑塊(8)的前、后端對稱設(shè)置有直線電機(jī)(4)，直線電機(jī)(4)的初級(14)與支架(3)固接，直線電機(jī)(4)的次級(13)與滑塊(8)固接，滑塊(8)上固裝有四條導(dǎo)軌(5)，導(dǎo)軌(5)與導(dǎo)軌滑塊(6)的導(dǎo)軌滑槽(11)滑動配合，導(dǎo)軌滑塊(6)與支架(3)固接，四條導(dǎo)軌(5)的正上方設(shè)置有與支架(3)固接的氣動制動器(7)，光柵尺(9)固裝在滑塊(8)上，光柵尺探頭(10)靠近光柵尺(9)設(shè)置且固裝在機(jī)架(2)上。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)低成本、大批量微塑性零件成形。
文檔編號G05D3/12GK101206481SQ20071014485
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者單德彬, 孫立寧, 杰 徐, 曲東升, 娟 李, 王春舉, 榮偉彬, 斌 郭, 陳立果 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)