本實(shí)用新型涉及一種高速運(yùn)動裝置，尤其涉及的是一種依靠直線電機(jī)驅(qū)動而高速氣缸被動輸出聯(lián)合作用的高速運(yùn)動裝置。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，高精度運(yùn)動平臺在精密制造、檢測等領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。

高精密運(yùn)動平臺對于定位精度、速度和加速度等方面性能要求越來越高，這些都對平臺的設(shè)計(jì)和運(yùn)動控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提出了更大的挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有技術(shù)所采用的伺服電機(jī)加滾珠絲杠的驅(qū)動結(jié)構(gòu)已難以滿足要求，而直線電機(jī)伺服系統(tǒng)由于其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，更能滿足高速、高加速度的場合。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種高速運(yùn)動裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中伺服電機(jī)驅(qū)動結(jié)構(gòu)速度、加速度性能不足的問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種高速運(yùn)動裝置，其中，所述高速運(yùn)動裝置包括：

由外向內(nèi)依次設(shè)置的殼體、直線電機(jī)及主軸箱，所述主軸箱上端連接有一被動輸出的高速氣缸；

所述直線電機(jī)包括：磁板及線圈，所述磁板及線圈二者之任一設(shè)置于殼體，二者之另一設(shè)置于主軸箱。

優(yōu)選方案中，所述的高速運(yùn)動裝置，其中，所述主軸箱包括箱體，設(shè)置于箱體內(nèi)的主軸，以及設(shè)置于箱體外的若干個滑軌；

所述殼體內(nèi)側(cè)設(shè)置有若干個與所述滑軌適配的導(dǎo)向塊。

優(yōu)選方案中，所述的高速運(yùn)動裝置，其中，所述殼體上端面設(shè)置有一用于鉗制滑軌的滑軌鉗制器。

優(yōu)選方案中，所述的高速運(yùn)動裝置，其中，所述殼體一側(cè)設(shè)置有一滑座，所述滑座連接有一氣缸托架，所述氣缸托架設(shè)置有一通孔，所述高速氣缸的輸出軸穿過通孔連接于主軸箱。

優(yōu)選方案中，所述的高速運(yùn)動裝置，其中，所述氣缸托架包括：

橫向設(shè)置、且與所述滑座可拆卸連接的滑座連接部；

橫向設(shè)置、用于承載高速氣缸的氣缸承載部；

以及縱向設(shè)置、兩端分別與所述滑座連接部及氣缸承載部連接的縱向承接部。

優(yōu)選方案中，所述的高速運(yùn)動裝置，其中，所述殼體包括：

與所述滑座固定連接的底板，所述底板兩端分別設(shè)置有垂直連接于其端面的第一固定板及第二固定板；所述第一固定板及第二固定板背離底板一端連接有一、與底板平行的連接板。

優(yōu)選方案中，所述的高速運(yùn)動裝置，其中，所述主軸外側(cè)設(shè)置有一冷卻水道。

優(yōu)選方案中，所述的高速運(yùn)動裝置，其中，所述冷卻水道呈扁平狀，纏繞于所述主軸。

一種如上任意一項(xiàng)所述高速運(yùn)動裝置的工作原理：主軸箱在直線電機(jī)的驅(qū)動下沿殼體做直線運(yùn)動；當(dāng)其下降時、帶動高速氣缸輸出軸下降、并使高速氣缸產(chǎn)生輸出氣阻，當(dāng)其上升時、所產(chǎn)生的輸出氣阻對其提供上升助力、以減輕直線電機(jī)負(fù)荷。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所提供的高速運(yùn)動裝置，由于采用了由外向內(nèi)依次設(shè)置的殼體、直線電機(jī)及主軸箱，主軸箱上端連接有一被動輸出的高速氣缸；直線電機(jī)中磁板及線圈二者之任一設(shè)置于殼體，二者之另一設(shè)置于主軸箱。使得高速運(yùn)動裝置不僅能夠在直線電機(jī)的驅(qū)動下，實(shí)現(xiàn)高運(yùn)動速度及高加速度；且可通過被動輸出的高速氣缸對快速下降的主軸箱提供拉力、以對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃俣葴p緩、并防止其失控甩出，而對快速上升的主軸箱提供推力、以減輕直線電機(jī)的負(fù)荷；解決了現(xiàn)有技術(shù)中伺服電機(jī)驅(qū)動結(jié)構(gòu)速度、加速度性能不足的問題。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型中高速運(yùn)動裝置較佳實(shí)施例的第一視角結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型中高速運(yùn)動裝置較佳實(shí)施例的第二視角結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供一種高速運(yùn)動裝置，為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)例對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種高速運(yùn)動裝置，其包括：由外向內(nèi)依次設(shè)置的殼體200、直線電機(jī)300及主軸箱100，所述主軸箱100上端連接有一被動輸出的高速氣缸13；所述直線電機(jī)300包括：如圖2所示，磁板8及線圈9，所述磁板8及線圈9二者之任一設(shè)置于殼體200，二者之另一設(shè)置于主軸箱100；所述主軸箱100在直線電機(jī)300的驅(qū)動下向下運(yùn)動時，帶動高速氣缸13的輸出軸向外伸出，并與氣缸壁形成輸出氣阻；而其在直線電機(jī)300的驅(qū)動下向上運(yùn)動時，所形成輸出氣阻慢慢釋放，并成為主軸箱100上升的助力，起到減輕直線電機(jī)300負(fù)荷的作用。

本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中，所述被動輸出是指氣缸與主軸箱100連接，但并不帶動其進(jìn)行移動，反而在其帶動下、輸出軸沿高速氣缸13軸向伸出，此處與現(xiàn)有技術(shù)中對于氣缸的運(yùn)用并不相同。而選用高速氣缸13是因?yàn)橹鬏S箱100在直線電機(jī)300的帶動下運(yùn)動速度極快，若使用壓縮彈簧等結(jié)構(gòu)，很容易被損毀，而高速氣缸13無論其從密封性還是輸出軸的運(yùn)動速度、使用要求等各方面都能夠滿足主軸箱100的運(yùn)動要求。

與現(xiàn)有技術(shù)中通過伺服電機(jī)驅(qū)動、而利用滾珠絲杠導(dǎo)向不同的是，本實(shí)用新型所提供的高速運(yùn)動裝置采用直線電機(jī)300，利用其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，達(dá)到更高運(yùn)動速度及加速度；同時利用活塞原理，采用被動輸出的高速氣缸13，對快速下降的主軸箱100提供拉力、以對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃俣葴p緩、并防止其失控甩出，而對快速上升的主軸箱100提供推力、以減輕直線電機(jī)300的負(fù)擔(dān)。

具體實(shí)施時，所述主軸箱100包括箱體6，如圖2所示，設(shè)置于箱體6內(nèi)的主軸，以及設(shè)置于箱體6外的若干個滑軌7；所述殼體200內(nèi)側(cè)設(shè)置有若干個與所述滑軌7適配的導(dǎo)向塊。

所述殼體200包括：與所述滑座1固定連接的底板2，所述底板2兩端分別設(shè)置有垂直連接于其端面的第一固定板4及第二固定板；所述第一固定板4及第二固定板背離底板2一端連接有一、與底板2平行的連接板5。

所述滑座1上設(shè)置有用于對底板2進(jìn)行限位的壓塊3，如圖2所示。

所述滑軌7設(shè)置有四個，四個滑軌7分別固定連接于箱體6四角朝向殼體200一側(cè)，具體的是朝向于所述第一固定板4及第二固定板的側(cè)面。滑軌7兩側(cè)設(shè)置有卡入導(dǎo)向塊的滑動槽、而其面向?qū)驂K一面設(shè)置有若干個沉頭孔，箱體6在與沉頭孔相對應(yīng)的位置則設(shè)置有螺紋孔，箱體6與滑軌7通過沉頭螺栓連接。

箱體6朝向第一固定板4及第二固定板一側(cè)設(shè)置有一用于容納磁板8的凹槽，而磁板8一面呈平面、與箱體6貼合，另一面兩側(cè)各設(shè)有一L型連接槽，兩個連接槽分別連通有兩個沉頭孔，磁板8通過該四個沉頭孔固定于箱體6。

需注意的是，直接電機(jī)的設(shè)置個數(shù)可根據(jù)主軸箱100的行程進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，因此，具體數(shù)目本實(shí)用新型在此不做限定。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，所述殼體200上端面設(shè)置有一用于鉗制滑軌7的滑軌鉗制器11，具體地，其設(shè)置于第二固定板；所述滑軌鉗制器11及所述第二固定板之間設(shè)置有一鉗制器連接板10。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，所述殼體200一側(cè)設(shè)置有一滑座1，所述滑座1連接有一氣缸托架12，所述氣缸托架12設(shè)置有一通孔，所述高速氣缸13的輸出軸穿過通孔連接于主軸箱100。

氣缸托架12的設(shè)置可讓高速氣缸13的位置變得更為靈活，且通孔的設(shè)置可保證輸出軸的運(yùn)動方向，進(jìn)而提高主軸進(jìn)行零件加工時的加工精度。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，所述氣缸托架12包括：橫向設(shè)置、且與所述滑座1可拆卸連接的滑座1連接部；橫向設(shè)置、用于承載高速氣缸13的氣缸承載部；以及縱向設(shè)置、兩端分別與所述滑座1連接部及氣缸承載部連接的縱向承接部。

設(shè)置滑座1連接部、氣缸承載部及縱向承接部，是為了保證氣缸的運(yùn)動空間、放置其與氣缸托架12產(chǎn)生碰撞。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，所述主軸外側(cè)設(shè)置有一冷卻水道。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，所述冷卻水道呈扁平狀，纏繞于所述主軸。

本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中，在進(jìn)行高速運(yùn)動裝置安裝時，首先應(yīng)分別將主軸箱100及殼體200進(jìn)行裝配；其次將穿過氣缸托架12的高速氣缸13連接于主軸箱100；再次分別將磁板8及線圈9分別固定于主軸箱100及殼體200；然后將主軸箱100通過滑軌7與導(dǎo)向塊的配合插入殼體200；最后分別將氣缸托架12及殼體200固定連接于滑座1。

本實(shí)用新型另一較佳實(shí)施例中，其裝配方法為：首先安裝滑軌7在箱體6上，調(diào)整好安裝要求精度，其次安裝裝磁板8（左右對稱）、線圈9（左右對稱）于固定板（左右兩側(cè)分別對應(yīng)于第一固定板及第二固定板）上，然后通過連接板5、底板2與之進(jìn)行連接；

然后將以上裝配好的結(jié)構(gòu)整體固定安裝于滑座1上，并調(diào)整壓塊3；

然后鎖固氣缸托架12在滑座1上，并安裝高速氣缸13與氣缸托架12；

最后將鉗制器連接板10安裝于底板2上，并連接滑軌鉗制器13。

一種如上任意一項(xiàng)所述高速運(yùn)動裝置的使用控制方法，其中，主軸箱100在直線電機(jī)300的驅(qū)動下沿殼體200做直線運(yùn)動；當(dāng)其下降時、帶動高速氣缸13輸出軸下降、并使高速氣缸13產(chǎn)生輸出氣阻，當(dāng)其上升時、所產(chǎn)生的輸出氣阻對其提供上升助力、以減輕直線電機(jī)負(fù)荷。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。