層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及工作臺(tái)領(lǐng)域，尤其涉及一種層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)，包括工作臺(tái)、設(shè)有第一X向?qū)к壍牡鬃驮O(shè)有第一Y向?qū)к壍腦向動(dòng)子，所述X向動(dòng)子滑動(dòng)配合所述第一X向?qū)к?，所述工作臺(tái)滑動(dòng)配合所述第一Y向?qū)к?，所述底座還包括第二Y向?qū)к墸鰧盈B式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括Y向動(dòng)子，所述Y向動(dòng)子滑動(dòng)配合所述第二Y向?qū)к?，所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括可沿X方向運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)，所述滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)分別連接所述Y向動(dòng)子和所述工作臺(tái)。所述XY向動(dòng)子和所述工作臺(tái)分層疊放在所述底座上，所述工作臺(tái)能夠在高加速度下運(yùn)行，提高了工作效率，減小了并聯(lián)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的設(shè)備占用空間過(guò)大的問(wèn)題，即該設(shè)備縮小了體積。
【專(zhuān)利說(shuō)明】層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工作臺(tái)領(lǐng)域，尤其涉及一種層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，串聯(lián)二維工作臺(tái)采用的層疊結(jié)構(gòu)空間緊湊、動(dòng)力傳動(dòng)充分，但因單軸負(fù)載過(guò)大無(wú)法滿(mǎn)足高速運(yùn)動(dòng)的需求。因此，為了滿(mǎn)足高加速度、速度以及剛度需求，一方面是增加電機(jī)的功率，另一方面是減小動(dòng)平臺(tái)及各連接件的質(zhì)量和慣量，而這樣做導(dǎo)致平臺(tái)的剛度下降以及成本的增加；而現(xiàn)有的并聯(lián)二維工作臺(tái)采用的結(jié)構(gòu)方式為X電機(jī)與Y電機(jī)在工作臺(tái)側(cè)面垂直擺放，這種結(jié)構(gòu)雖然滿(mǎn)足高速需求，但電機(jī)的動(dòng)力傳遞不夠充分，且電機(jī)占用空間大，工作空間與設(shè)備總體積之比較小，難以滿(mǎn)足緊湊型設(shè)備的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)，旨在解決傳統(tǒng)工作臺(tái)不能夠在高加速下運(yùn)行的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)，包括工作臺(tái)、設(shè)有第一 X向?qū)к壍牡鬃驮O(shè)有第一 Y向?qū)к壍腦向動(dòng)子，所述X向動(dòng)子滑動(dòng)配合所述第一 X向?qū)к?，所述工作臺(tái)滑動(dòng)配合所述第一 Y向?qū)к?，所述底座還包括第二 Y向?qū)к?，所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括Y向動(dòng)子，所述Y向動(dòng)子滑動(dòng)配合所述第二 Y向?qū)к?，所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括可沿X方向運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)，所述滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)分別連接所述Y向動(dòng)子和所述工作臺(tái)。將Y軸方向的動(dòng)力源外移，減輕第一X向?qū)к壧幍氖芰?，滿(mǎn)足高速需求；同時(shí)相對(duì)X電機(jī)與Y電機(jī)在工作臺(tái)側(cè)面垂直擺放方式占用的空間小。
[0005]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)包括第二 X向?qū)к壓团浜纤龅诙?X向?qū)к壍牡诙?X向滑塊，所述第二 X向?qū)к夁B接所述Y向動(dòng)子，所述第二 X向滑塊連接所述工作臺(tái)，所述XY向動(dòng)子(20，40)和所述工作臺(tái)(30)分層疊放在所述底座(10)上。采用導(dǎo)軌和滑塊連接所述Y向動(dòng)子和所述工作臺(tái)，保證定位準(zhǔn)確。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述工作臺(tái)含有多個(gè)凹槽。在滿(mǎn)足所述工作臺(tái)剛度和強(qiáng)度的前提下，降低所述工作臺(tái)的自身重量，減小慣性，進(jìn)一步滿(mǎn)足該工作臺(tái)在高加速度的情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)采用U型直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述X、Y向動(dòng)子分別連接所述U型直線(xiàn)電機(jī)動(dòng)子，所述底座連接所述U型直線(xiàn)電機(jī)定子。采用U型直線(xiàn)電機(jī)一方面能夠在短時(shí)間、短距離內(nèi)提供巨大的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)能；另一方面采用該電機(jī)能夠極大地降低電機(jī)部分在所述工作臺(tái)中的空間。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括固定在所述底座和所述X向動(dòng)子之間測(cè)量所述X向動(dòng)子位移的光柵尺位移傳感器。在所述X向動(dòng)子和所述底座之間固定所述光柵尺位移傳感器的光柵讀數(shù)頭和標(biāo)尺光柵充分利用了所述X向動(dòng)子和所述底座之間的空間，減小了所述工作臺(tái)的整體體積，而且能夠準(zhǔn)確的測(cè)量所述X向動(dòng)子的相對(duì)位移。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括固定在所述X向動(dòng)子上測(cè)量所述工作臺(tái)位移的光柵尺位移傳感器。精確測(cè)量所述工作臺(tái)相對(duì)所述X向動(dòng)子的相對(duì)位移。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述X、Y向動(dòng)子還包括所述凹槽和通孔。降低所述X、Y向動(dòng)子的質(zhì)量，減小慣性，進(jìn)一步滿(mǎn)足該工作臺(tái)在高加速度運(yùn)轉(zhuǎn)下的準(zhǔn)確性。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:能夠在高加速度下運(yùn)行，增加了運(yùn)行速度，提高了工作效率，減小了雙并聯(lián)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的設(shè)備占用空間過(guò)大的問(wèn)題，即該設(shè)備縮小了體積。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的立體圖。
[0012]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的爆炸圖。
[0013]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一和二提供的立體圖。
[0014]圖4是本發(fā)明實(shí)施例二提供的爆炸圖。
[0015]附圖標(biāo)記:10.底座，11.X向滑槽，12.Y向滑槽，13.第二 Y向?qū)к墸?4.第一X向?qū)к墸?0.X向動(dòng)子，21.凹槽，22.導(dǎo)軌條，30.工作臺(tái)，31.第一 Y向?qū)к墸?0.Y向動(dòng)子，41.滑塊，50.滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)，51.第二 X向滑塊，52.第二 X向?qū)к墸?0.光柵尺位移傳感器，70.U型直線(xiàn)電機(jī)，71.U型直線(xiàn)電機(jī)定子，72.U型直線(xiàn)電機(jī)動(dòng)子。

【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例一如圖1和圖2所示。一種層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)，包括工作臺(tái)30、設(shè)有第一 X向?qū)к?4的底座10和設(shè)有第一 Y向?qū)к?1的X向動(dòng)子20，所述X向動(dòng)子20滑動(dòng)配合所述第一 X向?qū)к?4，所述工作臺(tái)30滑動(dòng)配合所述第一 Y向?qū)к?1，所述底座還包括第二 Y向?qū)к?3，所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括Y向動(dòng)子40，所述Y向動(dòng)子40滑動(dòng)配合所述第二 Y向?qū)к?3，所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括可沿X方向運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)50，所述滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)50分別連接所述Y向動(dòng)子40和所述工作臺(tái)30。所述XY向動(dòng)子(20，40)和所述工作臺(tái)(30)分層疊放在所述底座(10)上。所述工作臺(tái)30既能夠在所述X向動(dòng)子20帶動(dòng)下沿X方向運(yùn)動(dòng)，又可以在所述Y向動(dòng)子40帶動(dòng)下沿Y軸運(yùn)動(dòng)。所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)通過(guò)改變傳統(tǒng)Y向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位置，降低了所述第一X向?qū)к?4以上結(jié)構(gòu)的重力，同時(shí)減輕所述第一 X向?qū)к?4的受力，使得所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)能夠在較高的加速度下運(yùn)作。
[0017]所述X向動(dòng)子20還包括導(dǎo)軌條22，所述導(dǎo)軌條22配合所述第一 X向?qū)к?4使得所述X向動(dòng)子20沿X軸方向運(yùn)動(dòng)。
[0018]所述Y向動(dòng)子40還包括滑塊41，所述滑塊41配合所述第二 Y向?qū)к?3使得所述Y向動(dòng)子40沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)。
[0019]所述滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)50包括第二 X向?qū)к?2和第二 X向滑塊51，所述第二 X向?qū)к?2連接所述Y向動(dòng)子40，所述第二 X向滑塊51連接所述工作臺(tái)30。所述滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)50采用導(dǎo)軌和滑塊的機(jī)構(gòu)，既可以保證所述工作臺(tái)30能夠在相對(duì)所述Y向動(dòng)子40沿X軸運(yùn)動(dòng)，又能夠保證所述工作臺(tái)30在沿X向運(yùn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生偏移，保證所述工作臺(tái)30的精度。
[0020]所述工作臺(tái)30含有多個(gè)凹槽21。通過(guò)增加凹槽21和鏤空等方法降低所述工作臺(tái)30的質(zhì)量和慣量，保證所述工作臺(tái)30在高加速度運(yùn)轉(zhuǎn)下的平穩(wěn)度。這包括在高加速度下加速和在高速度下急停。
[0021]所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)采用U型直線(xiàn)電機(jī)70驅(qū)動(dòng)，所述X、Y向動(dòng)子20、40分別連接所述U型直線(xiàn)電機(jī)動(dòng)子72，所述底座10連接所述U型直線(xiàn)電機(jī)定子71。本發(fā)明所述U型直線(xiàn)電機(jī)70為U型槽式直線(xiàn)電機(jī)，有兩個(gè)介于金屬板之間且都對(duì)著線(xiàn)圈動(dòng)子的平行磁軌。動(dòng)子由導(dǎo)軌系統(tǒng)支撐在兩磁軌中間。動(dòng)子是非鋼的，意味著無(wú)吸力且在磁軌和推力線(xiàn)圈之間無(wú)干擾力產(chǎn)生。非鋼線(xiàn)圈裝配具有慣量小，允許非常高的加速度。線(xiàn)圈一般是三相的，無(wú)刷換相?？梢杂每諝饫鋮s法冷卻電機(jī)來(lái)獲得性能的增強(qiáng)。也有采用水冷方式的。這種設(shè)計(jì)可以較好地減少磁通泄露因?yàn)榇朋w面對(duì)面安裝在U形導(dǎo)槽里。這種設(shè)計(jì)也最小化了強(qiáng)大的磁力吸引帶來(lái)的傷害。
[0022]所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括固定在所述底座10和所述X向動(dòng)子20之間測(cè)量所述X向動(dòng)子20位移的光柵尺位移傳感器60。在所述X向動(dòng)子20和所述底座10之間固定所述光柵尺位移傳感器60的光柵讀數(shù)頭和標(biāo)尺光柵充分利用了所述X向動(dòng)子20和所述底座10之間的空間，減小了所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)的整體體積，而且能夠準(zhǔn)確的測(cè)量所述X向動(dòng)子20的相對(duì)位移。
[0023]如圖3所示所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括固定在所述X向動(dòng)子20上測(cè)量所述工作臺(tái)30位移的光柵尺位移傳感器60。本發(fā)明所述標(biāo)尺光柵為圖中光柵尺位移傳感器60中的標(biāo)尺光柵，本發(fā)明所述光柵讀數(shù)頭為所述光柵尺位移傳感器60中的光柵讀數(shù)頭。所述光柵尺位移傳感器60是利用光柵的光學(xué)原理工作的測(cè)量反饋裝置。所述光柵尺位移傳感器60經(jīng)常應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，可用作直線(xiàn)位移或者角位移的檢測(cè)。其測(cè)量輸出的信號(hào)為數(shù)字脈沖，具有檢測(cè)范圍大，檢測(cè)精度高，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。
[0024]在所述X向動(dòng)子20和所述底座10之間固定光柵讀數(shù)頭和標(biāo)尺光柵，充分利用了所述X向動(dòng)子20和所述底座10之間的空間，減小了所述工作臺(tái)30的整體體積。
[0025]所述Χ、Υ向動(dòng)子20、40還包括凹槽21。降低所述Χ、Υ向動(dòng)子20、40的質(zhì)量，減小慣性，進(jìn)一步滿(mǎn)足該工作臺(tái)30在高加速度運(yùn)轉(zhuǎn)下的準(zhǔn)確性。
[0026]實(shí)施例二如圖2和圖3所不。一種層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái),包括設(shè)有第一 X向?qū)к?4和第二 Y向?qū)к?3的底座10、、設(shè)有第一 Y向?qū)к?1的X向動(dòng)子20、工作臺(tái)30、Υ向動(dòng)子40和U型直線(xiàn)電機(jī)70。
[0027]所述底座10還包括用于容納所述U型直線(xiàn)電機(jī)70的X向滑槽11和Y向滑槽12。
[0028]所述第二 Y向?qū)к?3滑動(dòng)配合所述Y向動(dòng)子40。所述第一 X向?qū)к?4滑動(dòng)配合所述X向動(dòng)子20。所述工作臺(tái)30滑動(dòng)配合所述第一 Y向?qū)к?1。所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括可沿X方向運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)50，所述滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)50分別連接所述Y向動(dòng)子40和所述工作臺(tái)30。所述滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)50包括第二 X向?qū)к?2和第二 X向滑塊51，所述第二 X向?qū)к?2連接所述Y向動(dòng)子40，所述第二 X向滑塊51連接所述工作臺(tái)30。
[0029]所述U型直線(xiàn)電機(jī)70、所述XY向動(dòng)子20、40和所述工作臺(tái)30分層疊放在所述底座10上。
[0030]所述滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)50連接所述Y向動(dòng)子40和所述工作臺(tái)30。所述工作臺(tái)30既能夠在所述X向動(dòng)子20帶動(dòng)下沿X方向運(yùn)動(dòng)，又可以在所述Y向動(dòng)子40帶動(dòng)下沿Y軸運(yùn)動(dòng)。
[0031]所述工作臺(tái)30可相對(duì)所述X向動(dòng)子20沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)。
[0032]所述U型直線(xiàn)電機(jī)70還包括U型直線(xiàn)電機(jī)定子71和U型直線(xiàn)電機(jī)動(dòng)子72。所述Χ、γ向動(dòng)子20、40分別連接所述U型直線(xiàn)電機(jī)動(dòng)子72，所述底座10連接所述U型直線(xiàn)電機(jī)定子71。
[0033]所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括固定在所述底座10和所述X向動(dòng)子20之間測(cè)量所述X向動(dòng)子20位移的光柵尺位移傳感器60。在所述X向動(dòng)子20和所述底座10之間固定所述光柵尺位移傳感器60的光柵讀數(shù)頭和標(biāo)尺光柵充分利用了所述X向動(dòng)子20和所述底座10之間的空間，減小了所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)的整體體積，而且能夠準(zhǔn)確的測(cè)量所述X向動(dòng)子20的相對(duì)位移。
[0034]如圖3所示所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括固定在所述X向動(dòng)子20上測(cè)量所述工作臺(tái)30位移的光柵尺位移傳感器60。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)，包括工作臺(tái)(30)、設(shè)有第一 X向?qū)к?14)的底座(10)和設(shè)有第一 Y向?qū)к?31)的X向動(dòng)子(20)，所述X向動(dòng)子(20)滑動(dòng)配合所述第一X向?qū)к?14)，所述工作臺(tái)(30)滑動(dòng)配合所述第一 Y向?qū)к?31)，其特征在于:所述底座(10)還包括第二 Y向?qū)к?13)，所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括Y向動(dòng)子(40)，所述Y向動(dòng)子(40)滑動(dòng)配合所述第二 Y向?qū)к?13)，所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括可沿X方向運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)(50)，所述滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)(50)分別連接所述Y向動(dòng)子(40)和所述工作臺(tái)(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)，其特征在于:所述滑動(dòng)解耦機(jī)構(gòu)(50)包括第二 X向?qū)к?52)和配合所述第二 X向?qū)к?52)的第二 X向滑塊(51)，所述第二X向?qū)к?52)連接所述Y向動(dòng)子(40)，所述第二X向滑塊(51)連接所述工作臺(tái)(30)，所述XY向動(dòng)子(20，40)和所述工作臺(tái)(30)分層疊放在所述底座(10)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)，其特征在于:所述工作臺(tái)(30)含有多個(gè)凹槽(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)，其特征在于:所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)采用U型直線(xiàn)電機(jī)(70)驅(qū)動(dòng)，所述U型直線(xiàn)電機(jī)(70)還包括U型直線(xiàn)電機(jī)動(dòng)子(72)和U型直線(xiàn)電機(jī)定子(71)，所述X、Y向動(dòng)子(20、40)分別連接所述U型直線(xiàn)電機(jī)動(dòng)子(72)，所述底座(10)連接所述U型直線(xiàn)電機(jī)定子(71)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)，其特征在于:所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括固定在所述底座(10)和所述X向動(dòng)子(20)之間測(cè)量所述X向動(dòng)子(20)位移的光柵尺位移傳感器(60)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)，其特征在于:所述層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)還包括固定在所述X向動(dòng)子(20)上測(cè)量所述工作臺(tái)(30)位移的光柵尺位移傳感器(60)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的層疊式二維負(fù)載定位工作臺(tái)，其特征在于:所述X、Y向動(dòng)子(20,40)還包括所述凹槽(21)和通孔。
【文檔編號(hào)】G05B19/19GK204116899SQ201420292752
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
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