高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)xy平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺，涉及超精密定位設(shè)備領(lǐng)域，包括平臺基座、分別固定在所述平臺基座上的第一基座、第二基座和第三基座、固定安裝在第一基座上的第一直線電機、固定安裝在所述第二基座上的第二直線電機以及位于所述第三基座上方的動平臺，所述動平臺分別與所述第一直線電機和第二直線電機連接，所述第一直線電機驅(qū)動所述動平臺沿X軸向運動，所述第二直線電機驅(qū)動所述動平臺沿Y軸向運動，所述動平臺和所述第三基座之間設(shè)有氣浮墊,所述氣浮墊與所述動平臺固定安裝。本實用新型的高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺結(jié)構(gòu)簡單、剛度高。
【專利說明】局速局精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及超精密定位設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]現(xiàn)有用于平面焊線機的XY平臺大體的采用兩個電機串聯(lián)的模式組合而成，即兩個電機的運動之間不會相互影響。由于焊線機本身的性能要求，XY平臺需要有較大的加速度、速度和剛度。傳統(tǒng)的XY平臺為了滿足上述要求，通常是一方面增大電機的功率，一方面是減小動平臺及各連接件的質(zhì)量和慣量。這樣做的缺點主要是在確保高速高精的情況下，平臺的剛度會有所下降，而且平臺的成本也會增加。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、剛度高的高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺。
[0004]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:一種高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺，包括平臺基座、分別固定在所述平臺基座上的第一基座、第二基座和第三基座、固定安裝在第一基座上的第一直線電機、固定安裝在所述第二基座上的第二直線電機以及位于所述第三基座上方的動平臺，所述動平臺分別與所述第一直線電機和第二直線電機連接，所述第一直線電機驅(qū)動所述動平臺沿X軸向運動，所述第二直線電機驅(qū)動所述動平臺沿Y軸向運動，所述動平臺和所述第三基座之間設(shè)有氣浮墊，所述氣浮墊與所述動平臺固定安裝。
[0005]進一步地，所述第一直線電機動子上連接有一連接件，所述連接件具有兩個側(cè)臂和連接部，所述兩個側(cè)臂分別與所述第一直線電機動子兩端連接，所述連接部通過兩根連桿與所述動平臺連接。
[0006]進一步地，所述兩根連桿通過鉸接的方式分別與所述連接件和所述動平臺連接。
[0007]進一步地，所述兩根連桿分別通過鉸鏈銷與所述連接件和所述動平臺連接，所述連桿上下兩面分別設(shè)有與所述鉸鏈銷同軸的無油襯套，所述鉸鏈銷末端通過螺母鎖緊。
[0008]進一步地，所述第一基座上設(shè)有沿X軸向的導(dǎo)軌，所述連接件下端具有與所述導(dǎo)軌配合的第一凹槽，所述連接件通過所述第一凹槽與所述導(dǎo)軌滑動連接。
[0009]進一步地，所述導(dǎo)軌為兩個，分別位于所述第一直線電機兩側(cè)。
[0010]進一步地，所述第一基座上設(shè)有讀數(shù)頭安裝件，所述讀數(shù)頭安裝件上安裝有讀數(shù)頭，所述連接件上安裝有與所述讀數(shù)頭配合的沿X軸向的光柵尺。
[0011 ] 進一步地，所述第二直線電機連接所述動平臺的結(jié)構(gòu)與所述第一直線電機連接所述動平臺的結(jié)構(gòu)相同。
[0012]本實用新型提供一種高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺，動平臺在X軸向由第一直線電機驅(qū)動，在Y軸向由第二直線電機驅(qū)動，在動平臺與其下的第三基座之間設(shè)置固定在動平臺上的氣浮墊，該氣浮墊在吹氣的同時增加了一個真空吸附，這使得氣浮墊在滑動的同時會有一個固定的載荷，這個載荷可以使氣浮墊浮起的高度固定在一個恒定值，提高了動平臺的剛度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本實用新型高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實用新型實施例提供的連桿與連接件連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017]如圖1，本實用新型實施例提供一種高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺，包括平臺基座1、分別固定在所述平臺基座I上的第一基座22、第二基座23和第三基座21、固定安裝在第一基座22上的第一直線電機3、固定安裝在所述第二基座23上的第二直線電機4以及位于所述第三基座21上方的動平臺5，上述固定安裝方式都是本領(lǐng)域常用的固定方式，比如用螺釘、螺栓等固定連接，所述動平臺5分別與所述第一直線電機3和第二直線電機4連接，所述第一直線電機3驅(qū)動所述動平臺5沿X軸向運動，所述第二直線電機4驅(qū)動所述動平臺5沿Y軸向運動，所述動平臺5的運動由X軸向運動和Y軸向運動耦合疊加而成，由于動平臺5的慣量較小，在選用相同的電機的情況下具有更大的加速度和更快的速度，所述動平臺5和所述第三基座21之間設(shè)有氣浮墊6，所述氣浮墊6與所述動平臺5固定安裝，具體的，所述動平臺5底端可通過螺桿與所述氣浮墊6固定連接，或者可以在氣浮墊6上打螺紋孔，在所述動平臺5上打與之配合的沉頭孔安裝；本實用新型的一種高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺，動平臺5在X軸向由第一直線電機3驅(qū)動，在Y軸向由第二直線電機4驅(qū)動，由于動平臺5其末端是懸空的，這使得動平臺5在豎直方向上的剛度有所欠缺，故在動平臺5與其下的第三基座21之間設(shè)置固定在動平臺5上的氣浮墊6，該氣浮墊6在吹氣的同時增加了一個真空吸附，這使得氣浮墊6在滑動的同時會有一個固定的載荷，這個載荷可以使氣浮墊6浮起的高度固定在一個恒定值，提高了動平臺5的剛度。
[0018]在本實用新型高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺的實施例中，所述第一直線電機3定子固定在所述第一基座22上，所述第一直線電機動子31上連接有一連接件7，所述連接件7具有兩個側(cè)臂71和連接部72，所述兩個側(cè)臂71分別與所述第一直線電機動子31兩端連接，所述連接部72通過兩根連桿8與所述動平臺5連接，所述第一直線電機動子31直接驅(qū)動所述連接件7運動，所述連接件7通過兩根連桿8驅(qū)動動平臺5運動，動平臺5與第一直線電機3之間只存在一個平行連桿8機構(gòu)，相較于現(xiàn)有的方案明顯簡單很多，而且質(zhì)量和慣量都小。
[0019]如圖2，進一步地，所述兩根連桿8通過鉸接的方式分別與所述連接件7和所述動平臺5連接；具體地，所述連接件7的連接部72和所述動平臺5的端部均為凹槽狀，并且在凹槽的兩側(cè)分別具有相對應(yīng)的兩組通孔，所述連桿8兩端也具有對應(yīng)的通孔，所述連桿8兩端分別通過鉸鏈銷11連接在所述動平臺5和所述連接件7的凹槽內(nèi)，所述連桿8上下兩面分別設(shè)有與所述鉸鏈銷11同軸的無油襯套12，所述鉸鏈銷11末端通過螺母鎖緊，連桿8可繞所述鉸鏈銷11旋轉(zhuǎn)。
[0020]在本實用新型高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺的實施例中，所述第一基座22上設(shè)有沿X軸向的導(dǎo)軌10，所述連接件7下端具有與所述導(dǎo)軌10配合的第一凹槽，所述連接件7通過所述第一凹槽與所述導(dǎo)軌10滑動連接，所述第一凹槽扣搭在所述導(dǎo)軌10上，并可在其上來回滑動，通過設(shè)置導(dǎo)軌10承載連接件7本身的重力以及連桿8的重力，一方面減少了連接件7對第一直線電機動子31在與運動方向垂直方向上的力，提高了第一直線電機3運動的精度，另一方面通過連接件7下面的凹槽與導(dǎo)軌10的配合，減少了連接件7在工作時產(chǎn)生的震顫，提高了連接件7及平臺的剛度；優(yōu)選地，所述導(dǎo)軌10為兩個，分別位于所述第一直線電機3兩側(cè)，即所述連接件7的兩個側(cè)臂71下端分別具有與導(dǎo)軌10配合的第一凹槽。
[0021 ] 進一步地，所述第一基座22上設(shè)有讀數(shù)頭安裝件91，優(yōu)選地，所述讀數(shù)頭安裝件91通過螺釘安裝在所述第一基座22的側(cè)壁，所述讀數(shù)頭安裝件91上安裝有讀數(shù)頭92，所述連接件7上安裝有與所述讀數(shù)頭92配合的沿X軸向的光柵尺93，通過讀數(shù)頭92和光柵尺93對連接件7的運動進行精度測量和反饋，即對動平臺5在X軸向的運動進行精度測量和反饋，由計算機控制完成，可以達到很高的精度。
[0022]在本實用新型高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺的實施例中，所述第二直線電機4連接所述動平臺5的結(jié)構(gòu)及運動精度測量結(jié)構(gòu)與上述的第一直線電機3連接所述動平臺5的結(jié)構(gòu)和精度測量結(jié)構(gòu)相同。
[0023]本實用新型高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺的工作原理為:由安裝在第一基座22上的第一直線電機動子31的線圈提供驅(qū)動力，驅(qū)動第一直線電機動子31帶動連接件7在所述導(dǎo)軌10上沿X軸向運動，由于連接件7通過其底部的第一凹槽扣搭在與第一凹槽相適應(yīng)的導(dǎo)軌10上，也就是說，連接件7是在導(dǎo)軌10的支撐下運動的，因此沒有普通直線電機動子的懸臂梁結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的振顫，使得系統(tǒng)運動的剛度得到提高；連接件7的連接部72通過兩根連桿8與動平臺5鉸接，具體的，連桿8兩端是分別通過鉸鏈銷11與動平臺5及連接件7的連接部72連接的；同理地，所述第二直線電機4連接動平臺5的結(jié)構(gòu)也與上述第一直線電機3連接動平臺5的結(jié)構(gòu)相同；動平臺5底端與第三基座21之間固定設(shè)有氣浮墊6，該氣浮墊6在吹氣的同時增加了一個真空吸附，這使得氣浮墊6在滑動的同時會有一個固定的載荷，這個載荷可以使氣浮墊6浮起的高度固定在一個恒定值，提高了動平臺5的剛度；兩根連桿8與動平臺5及連接件7之間分別形成一個不穩(wěn)定的平行四邊形，由于第一直線電機動子31和第二直線電機4動子分別帶動上述不穩(wěn)定的平行四邊形的內(nèi)角沿鉸接軸的變化，加之氣浮墊6的作用，從而使動平臺5上所夾裝的工件可以達到加工范圍內(nèi)XY平面上的任意一點，且動平臺5具有相當(dāng)?shù)膭偠?；動平臺5的運動精度是依據(jù)安裝在X軸向及Y軸像的光柵尺93進行精密測量與反饋，有計算機控制完成的，可以達到很高的精度。
[0024]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺，其特征在于，包括平臺基座、分別固定在所述平臺基座上的第一基座、第二基座和第三基座、固定安裝在第一基座上的第一直線電機、固定安裝在所述第二基座上的第二直線電機以及位于所述第三基座上方的動平臺，所述動平臺分別與所述第一直線電機和第二直線電機連接，所述第一直線電機驅(qū)動所述動平臺沿X軸向運動，所述第二直線電機驅(qū)動所述動平臺沿Y軸向運動，所述動平臺和所述第三基座之間設(shè)有氣浮墊，所述氣浮墊與所述動平臺固定安裝。
2.如權(quán)利要求1所述的高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺，其特征在于:所述第一直線電機動子上連接有一連接件，所述連接件具有兩個側(cè)臂和連接部，所述兩個側(cè)臂分別與所述第一直線電機動子兩端連接，所述連接部通過兩根連桿與所述動平臺連接。
3.如權(quán)利要求2所述的高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺，其特征在于:所述兩根連桿通過鉸接的方式分別與所述連接件和所述動平臺連接。
4.如權(quán)利要求3所述的高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺，其特征在于:所述兩根連桿分別通過鉸鏈銷與所述連接件和所述動平臺連接，所述連桿上下兩面分別設(shè)有與所述鉸鏈銷同軸的無油襯套，所述鉸鏈銷末端通過螺母鎖緊。
5.如權(quán)利要求2所述的高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺，其特征在于:所述第一基座上設(shè)有沿X軸向的導(dǎo)軌，所述連接件下端具有與所述導(dǎo)軌配合的第一凹槽，所述連接件通過所述第一凹槽與所述導(dǎo)軌滑動連接。
6.如權(quán)利要求5所述的高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺，其特征在于:所述導(dǎo)軌為兩個，分別位于所述第一直線電機兩側(cè)。
7.如權(quán)利要求2所述的高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺，其特征在于:所述第一基座上設(shè)有讀數(shù)頭安裝件，所述讀數(shù)頭安裝件上安裝有讀數(shù)頭，所述連接件上安裝有與所述讀數(shù)頭配合的沿X軸向的光柵尺。
8.如權(quán)利要求1-7任意一項所述的高速高精直線驅(qū)動并聯(lián)XY平臺，其特征在于:所述第二直線電機連接所述動平臺的結(jié)構(gòu)與所述第一直線電機連接所述動平臺的結(jié)構(gòu)相同。
【文檔編號】B23K37/00GK203636226SQ201320746432
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】林協(xié)源, 劉冠峰, 陳新 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)