一種雙模交替運動直線電機模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用雙模交替運動直線電機的加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機+滾珠絲杠運動系統(tǒng)，從電機到主工作模塊之間具有機械傳動環(huán)節(jié)，傳動鏈的長度很長。由于存在一些響應(yīng)時間常數(shù)較大的機械傳動件(如絲杠等)，使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能低，反應(yīng)不夠靈敏快捷。
[0003]由于絲杠等機械機構(gòu)產(chǎn)生的傳動間隙和誤差，因傳動系統(tǒng)滯后帶來跟蹤誤差，并且設(shè)備的定位精度很低。
[0004]設(shè)備啟動、變速和換向時，因中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成運動滯后現(xiàn)象，傳動剛度低。
[0005]由于傳動絲杠等部件的機械摩擦，運動時噪音很大，能量損耗很大，傳動效率很低。
[0006]傳統(tǒng)的單動子模組，運動效率低，制造成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于:克服了上述技術(shù)缺陷，提出一種雙模交替運動直線電機模組，提高了運動效率，大幅節(jié)約了制造成本，整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷，大大提高設(shè)備的定位精度，提高了其傳動剛度，速度快，加減速過程短，可以無限延長其行程長度，運動安靜，噪音低。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案:一種雙模交替運動直線電機模組包括一個模組安裝底座、一個直線電機定子、兩個直線導軌，一個左側(cè)動子安裝板、一個左側(cè)直線電機線圈動子、一個右側(cè)動子安裝板、一個右側(cè)直線電機線圈動子、若干個導軌滑塊、一個光柵尺、一個左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)裝置、一個右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)裝置；
該模組安裝底座包括一豎直設(shè)置的安裝板；
該直線電機定子安裝在該安裝板的前側(cè)面上；
該兩個直線導軌相互平行地安裝在該安裝板的前側(cè)面上，分別位于該直線電機定子的上方和下方；
該直線電機定子和該兩個直線導軌都是沿水平方向設(shè)置；
該左側(cè)直線電機線圈動子固定地安裝在該左側(cè)動子安裝板的后側(cè)面上；
該右側(cè)直線電機線圈動子固定地安裝在該右側(cè)動子安裝板的后側(cè)面上；
該若干個導軌滑塊固定地連接該左側(cè)動子安裝板的后側(cè)面和該右側(cè)動子安裝板的后側(cè)面；
該若干個導軌滑塊和直線導軌非常穩(wěn)定地連接起來；
當該若干導軌滑塊都對應(yīng)安裝到該兩個直線導軌上之后，該左側(cè)動子安裝板和右側(cè)動子安裝板就被安裝在該直線電機定子的前方位置，該右側(cè)動子安裝板位于該左側(cè)直線電機線圈動子的右側(cè)，該左側(cè)動子安裝板和右側(cè)動子安裝板可以沿著該兩個直線導軌左右方向滑動；
該光柵尺安裝在該直線電機定子的下方；
該左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)裝置安裝在該左側(cè)動子安裝板上；
該左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)裝置包括一左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭支架和一個左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭；
該左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭支架安裝在該左側(cè)動子安裝板上；
該左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭安裝在該左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭支架上；
該右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)裝置安裝在該右側(cè)動子安裝板上；
該右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)裝置包括一右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭支架和一個右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭；
該右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭支架安裝在該右側(cè)動子安裝板上；
該右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭安裝在該右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭支架上。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果:
一、本發(fā)明與傳統(tǒng)的單動子模組比較:僅在單動子模組的基礎(chǔ)上，增加了一個線圈動子和一個光柵尺讀數(shù)頭的成本，運動效率增加了一倍，在提高效率的同時大幅節(jié)約了制造成本。
[0010]二、本發(fā)明和傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機+滾珠絲杠運動系統(tǒng)的比較:
1、取消了從電機到主工作模塊之間的機械傳動環(huán)節(jié)，把傳動鏈的長度縮短為零，因而本發(fā)明這種傳動方式又被稱為"零傳動"。正是由于這種"零傳動"方式，帶來了原旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動方式無法達到的性能指標和優(yōu)點。
[0011]2、高速響應(yīng)，由于本發(fā)明中直接取消了一些響應(yīng)時間常數(shù)較大的機械傳動件(如絲杠等)，使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。
[0012]3、精度方面，本發(fā)明取消了由于絲杠等機械機構(gòu)產(chǎn)生的傳動間隙和誤差，減少了插補運動時因傳動系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋機制，可大大提高設(shè)備的定位精度。
[0013]4、動剛度高，本發(fā)明由于〃直接驅(qū)動〃，避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現(xiàn)象，同時也提高了其傳動剛度。
[0014]5、速度快、加減速過程短，由于直線電動機最早主要用于磁懸浮列車(時速可達500Km/h)，所以用在設(shè)備傳動系統(tǒng)驅(qū)動中，可以實現(xiàn)超高速切削的最大進個速度(要求達60?ΙΟΟΜ/min或更高)。也由于上述〃零傳動〃的高速響應(yīng)性，使其加減速過程大大縮短。以實現(xiàn)起動時瞬間達到高速，高速運行時又能瞬間準停?？色@得較高的加速度，一般可達2?1g (g=9.8m/s2)，而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1?0.5g。
[0015]6、本發(fā)明在導軌上通過串聯(lián)直線電動機，就可以無限延長其行程長度。
[0016]7、運動安靜、噪音低，由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦，且導軌又可采用滾動導軌或磁墊懸浮導軌(無機械接觸)，其運動時噪音將大大降低。
[0017]8、效率高，由于無中間傳動環(huán)節(jié)，消除了機械摩擦時的能量損耗，傳動效率大大提尚O
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明雙模交替運動直線電機模組的立體分解圖。
[0019]圖2是圖1中A部分的放大圖。
[0020]圖3是本發(fā)明雙模交替運動直線電機模組的另一個立體分解圖。
[0021]圖4是本發(fā)明雙模交替運動直線電機模組的立體組合圖。
[0022]圖5是本發(fā)明雙模交替運動直線電機模組的另一個立體組合圖。
【具體實施方式】
[0023]請參閱圖1至圖5，一種雙模交替運動直線電機模組，其包括一個模組安裝底座1、兩個模組固定底座2、一個直線電機定子3、兩個直線導軌4，一個左側(cè)動子安裝板5、一個左偵_線電機線圈動子6、一個右側(cè)動子安裝板7、一個右側(cè)直線電機線圈動子8、四個滑塊連接塊(未標號)、八個導軌滑塊10、一個光柵尺11、一個左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)裝置12、一個右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)裝置(圖未示)、一個左側(cè)模塊與工作頭連接板14、一個右側(cè)模塊與工作頭連接板15、一個模組左側(cè)封板16、一個模組右側(cè)封板17、一個下部防塵蓋板18、一個上部防塵蓋板19、一個前部防塵蓋板20、兩個左側(cè)動子行程原點/限位感應(yīng)裝置21、兩個右側(cè)動子行程原點/限位感應(yīng)裝置22、一個左側(cè)動子行程原點/限位感應(yīng)器片23、一個右側(cè)動子行程原點/限位感應(yīng)器片24。
[0024]該模組安裝底座I包括一豎直設(shè)置的安裝板103。
[0025]該兩個模組固定底座2分別安裝在該模組安裝底座I的底部的左右兩端，因此，該兩個模組固定底座2將該模組安裝底座I水平地托舉起來。
[0026]該直線電機定子3安裝在該安裝板103的前側(cè)面上。
[0027]該兩個直線導軌4相互平行地安裝在該安裝板103的前側(cè)面上，分別位于該直線電機定子3的上方和下方。
[0028]該直線電機定子3和該兩個直線導軌4都是沿水平方向設(shè)置。
[0029]該直線導軌4的頂面向下凹設(shè)有一個上凹槽42，該直線導軌4的底面向上凹設(shè)有一個下凹槽44。
[0030]該左側(cè)直線電機線圈動子6固定地安裝在該左側(cè)動子安裝板5的后側(cè)面上。
[0031]該右側(cè)直線電機線圈動子8固定地安裝在該右側(cè)動子安裝板7的后側(cè)面上。
[0032]該四個滑塊連接塊(未標號)包括兩個左側(cè)滑塊連接塊92和兩個右側(cè)滑塊連接塊94。
[0033]該兩個左側(cè)滑塊連接塊92固定地安裝在該左側(cè)動子安裝板5的后側(cè)面上，分別位于該左側(cè)直線電機線圈動子6的上方和下方。
[0034]該兩個右側(cè)滑塊連接塊94固定地安裝在該右側(cè)動子安裝板7的后側(cè)面上，分別位于該右側(cè)直線電機線圈動子8的上方和下方。
[0035]該八個導軌滑塊10固定地安裝在該兩個左側(cè)滑塊連接塊92和兩個右側(cè)滑塊連接塊94上。
[0036]該每個左側(cè)滑塊連接塊92以及每個右側(cè)滑塊連接塊94上各自安裝有兩個導軌滑塊10。位于上方的四個導軌滑塊10對應(yīng)于位于上方的直線導軌4，位于下方的四個導軌滑塊10對應(yīng)于位于下方的直線導軌4。
[0037]該導軌滑塊10的上端向下延伸形成一個上卡塊1003，該導軌滑塊10的下端向上延伸形成一個下卡塊1005。
[0038]安裝時，該上卡塊1003對應(yīng)卡入該上凹槽42中，該下卡塊1005對應(yīng)卡入該下凹槽44中，這樣可以讓導軌滑塊10和直線導軌4非常穩(wěn)定地連接起來。
[0039]該八個導軌滑塊10固定地連接該左側(cè)動子安裝板5的后側(cè)面和該右側(cè)動子安裝板7的后側(cè)面。
[0040]當該八個導軌滑塊10都對應(yīng)安裝到該兩個直線導軌4上之后，該左側(cè)動子安裝板5和右側(cè)動子安裝板7就被安裝在該直線電機定子3的前方位置，該右側(cè)動子安裝板7位于該左側(cè)直線電機線圈動子6的右側(cè)。而且，該左側(cè)動子安裝板5和右側(cè)動子安裝板7可以沿著該兩個直線導軌4左右方向滑動。
[0041]該光柵尺11安裝在該直線電機定子3的下方。
[0042]該左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)裝置12安裝在該左側(cè)動子安裝板5上。
[0043]該左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)裝置12包括一左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭支架1201和一個左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭1203。
[0044]該左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭支架1201安裝在該左側(cè)動子安裝板5上。
[0045]該左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭1203安裝在該左側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭支架1201上。
[0046]該右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)裝置(圖未示)安裝在該右側(cè)動子安裝板7上。
[0047]該右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)裝置(圖未示)包括一右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭支架(圖未示)和一個右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭(圖未示)。
[0048]該右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭支架(圖未示)安裝在該右側(cè)動子安裝板7上。
[0049]該右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭(圖未示)安裝在該右側(cè)動子光柵尺讀數(shù)頭支架(圖未示)上。
[0050]該左側(cè)模塊與工作頭連接板14固定地安裝在該左側(cè)動子安裝板5上。
[0051]該右側(cè)模塊與工作頭連接板15固定地安裝在該右側(cè)動子安裝板7上。
[0052]該模組左側(cè)封板16固定安裝在該模組安裝底座I的左側(cè)端緣。