一種凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電機(jī)技術(shù)，特別涉及一種凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組。
【背景技術(shù)】
[0002]直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動裝置。其中，無鐵芯直線電機(jī)具有零齒槽效應(yīng)、零定位力、定動子間沒有吸引力、寬速度范圍、高動態(tài)性能、極高的定位精度等優(yōu)點，使得無鐵芯直線電機(jī)廣泛用于半導(dǎo)體光刻、PC板檢查和鉆孔、晶片處理加工、離子注入、電子裝配及坐標(biāo)測量等精密伺服領(lǐng)域。
[0003]對于無鐵芯直線電機(jī)，一般采用分?jǐn)?shù)槽集中繞組形式，可分為非重疊繞組和重疊繞組。這兩種繞組形式的無鐵芯電機(jī)一般都為動圈式結(jié)構(gòu)，由初級和雙邊次級組成，初級部分由環(huán)氧樹脂灌封的分?jǐn)?shù)槽集中繞組構(gòu)成，次級部分由N、S交替排列的永磁體和次級鐵軛組成，形成一個類“U”型結(jié)構(gòu)。這種雙邊磁軌“U”型結(jié)構(gòu)，雖然提高了電機(jī)的驅(qū)動力，但雙邊磁軛及其連接支撐板使得電機(jī)體積較大，其運動模組的光柵編碼器、讀數(shù)模組、固定導(dǎo)向?qū)к壎挤胖迷凇癠”型雙邊磁軌兩側(cè)，顯得整個運動模組體積更大。
[0004]除此之外，這種“U”型雙邊磁軌無鐵芯直線電機(jī)高速運動時，電機(jī)的反電動勢也較大，對直流母線電壓要求也較高，從而不利于高速運動；若無鐵芯直線電機(jī)采用單邊磁軌結(jié)構(gòu)，電機(jī)推力又往往不足。
[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實用新型的目的在于提供一種推力大、結(jié)構(gòu)緊湊、剛度強(qiáng)、速度高的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本實用新型采取了以下技術(shù)方案:
[0008]一種凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組，其包括凸桿式無鐵芯直線電機(jī)、導(dǎo)軌、在導(dǎo)軌上滑動的滑塊、光柵尺、讀數(shù)模組和用于承載負(fù)載設(shè)備的承載轉(zhuǎn)接板；所述凸桿式無鐵芯直線電機(jī)包括定子和在定子的兩側(cè)相對所述定子運動的動子，所述定子的一側(cè)面上設(shè)置有第一磁鐵組，定子的另一側(cè)面上設(shè)置有第二磁鐵組；所述動子與第一磁鐵組之間具有第一氣隙、與第二磁鐵組之間具有第二氣隙，所述讀數(shù)模組設(shè)置于所述動子上，所述動子設(shè)置于所述承載轉(zhuǎn)接板上，所述導(dǎo)軌和光柵尺設(shè)置于所述定子上，所述讀數(shù)模組包括讀數(shù)頭和讀數(shù)頭轉(zhuǎn)接板。
[0009]所述的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組中，所述滑塊的頂面固定于所述承載轉(zhuǎn)接板上，所述導(dǎo)軌固定于所述第二磁軛體的頂面上。
[0010]所述的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組中，所述動子包括第一線圈組、第二線圈組、第一動子轉(zhuǎn)接固定板、第二動子轉(zhuǎn)接固定板、用于固定第一線圈組和第二線圈組的線圈架；所述線圈架位于所述定子的下方，所述第一線圈組的一端和第二線圈組的一端設(shè)置于所述線圈架上；所述第一線圈組的另一端設(shè)置于所述第一動子轉(zhuǎn)接固定板上，所述第二線圈組的另一端設(shè)置于所述第二動子轉(zhuǎn)接固定板上；所述第一動子轉(zhuǎn)接固定板和第二動子轉(zhuǎn)接固定板固定在所述承載轉(zhuǎn)接板上。
[0011]所述的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組中，所述第一線圈組包括第一彎折部和第二彎折部，所述第二彎折部的端面和側(cè)面連接于所述線圈架上，所述第一彎折部與第二彎折部之間形成第一凹部；所述第二線圈組包括第三彎折部和第四彎折部，所述第四彎折部的端面和側(cè)面連接于所述線圈架上，所述第三彎折部與第四彎折部之間形成第二凹部。
[0012]所述的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組中，所述動子還包括用于封裝所述第一線圈組的第一裝封體和用于封裝所述第二線圈組的第二裝封體。
[0013]所述的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組中，所述定子的上部的兩端設(shè)置有擋板。
[0014]所述的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組中，所述定子的下部的兩端設(shè)置有固定塊。
[0015]所述的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組中，所述定子的端面呈凸字型。
[0016]所述的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組中，所述動子的數(shù)量為兩個以上。
[0017]所述的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組中，相鄰兩個動子相對的側(cè)面上設(shè)置有緩沖塊。
[0018]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組，包括凸桿式無鐵芯直線電機(jī)、導(dǎo)軌、滑塊、光柵尺、讀數(shù)模組和用于承載負(fù)載設(shè)備的承載轉(zhuǎn)接板，所述凸桿式無鐵芯直線電機(jī)包括定子和在定子的兩側(cè)相對所述定子運動的動子，所述定子的一側(cè)面上設(shè)置有第一磁鐵組，定子的另一側(cè)面上設(shè)置有第二磁鐵組；所述動子與第一磁鐵組之間具有第一氣隙、與第二磁鐵組之間具有第二氣隙，所述讀數(shù)模組設(shè)置于所述動子上，所述動子設(shè)置于所述承載轉(zhuǎn)接板上，所述導(dǎo)軌和光柵尺設(shè)置于所述定子上，所述讀數(shù)模組包括讀數(shù)頭和讀數(shù)頭轉(zhuǎn)接板。本實用新型使用了凸桿式無鐵芯直線電機(jī)，通過將第一磁鐵組和第二磁鐵組背向設(shè)置在定子上，可使電機(jī)的磁軛體積做得更小，結(jié)構(gòu)更緊湊，并且采用雙側(cè)動子結(jié)構(gòu)推力大，運動速度快、效率高，可以以很高的速度頻繁的進(jìn)行直線往復(fù)運動。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例提供的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本實用新型第一較佳實施例提供的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本實用新型第二較佳實施例提供的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組的一角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為本實用新型第二較佳實施例提供的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組的另一角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]本實用新型提供一種推力大、結(jié)構(gòu)扁平緊湊、剛度強(qiáng)、速度高、工作效率極高，尤其適用于要求精確的快速取放料來提高生產(chǎn)效率的場合。
[0024]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0025]請參閱圖1和圖2，本實用新型第一較佳實施例提供的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組包括凸桿式無鐵芯直線電機(jī)(圖中未標(biāo)號)、導(dǎo)軌402、在導(dǎo)軌402上滑動的滑塊401、光柵尺502、讀數(shù)模組(圖中未示出)和用于承載負(fù)載設(shè)備的承載轉(zhuǎn)接板303，所述凸桿式無鐵芯直線電機(jī)包括:定子10、在定子10的兩側(cè)相對所述定子10運動的動子20，所述定子10的一側(cè)面上設(shè)置有第一磁鐵組102，在定子10的另一側(cè)面上設(shè)置有第二磁鐵組103，所述動子20與第一磁鐵組102之間具有第一氣隙(圖中未標(biāo)號)、與第二磁鐵組103之間具有第二氣隙(圖中未標(biāo)號)，所述動子20通電時與定子10磁場相互作用產(chǎn)生電磁推力，使動子20在定子10上作直線往復(fù)運動。
[0026]所述定子10的凸桿磁軛是由導(dǎo)磁材料Q235A鋼等做成，也可選用更優(yōu)的導(dǎo)磁性能更好、剛度剛強(qiáng)的材料，且截面呈現(xiàn)一個凸臺，所述定子10的凸桿磁軛長度可根據(jù)使用工況選取合理長度。
[0027]其中，所述定子10的端面呈凸字型，“凸”下半部分主要作為導(dǎo)通磁路的作用，上半部分的側(cè)面可安裝用于凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運行需要的光柵尺502、導(dǎo)軌402等，可以保證動子運行時與定子間的間隙的大小。
[0028]本實用新型提供的凸桿式無鐵芯直線電機(jī)運動模組中所述動子20與定子10的磁極間沒有齒槽力，通過兩排磁鐵背向設(shè)置在凸桿狀的定子上，定子磁軛的體積可做得更小。凸桿狀的定子磁軛不僅是導(dǎo)通匯聚磁場的磁路，而且還同時兼顧支撐動子穩(wěn)定導(dǎo)向和精準(zhǔn)定位控制需要反饋信號等作用。
[0029]請繼續(xù)參閱圖1和圖2，所述導(dǎo)軌402固定在定子的頂面上，所述滑塊401的頂面固定于所述承載轉(zhuǎn)接板303上。所述滑塊401的頂面固定于所述承載轉(zhuǎn)接板303上，使動子20隨滑塊401 —起沿導(dǎo)軌402做直接運動，并且可保證動子20運行時與定子10間的氣隙的大小，光柵尺與動子20上的讀數(shù)模組相配合，進(jìn)行實時位置反饋，可以保證電機(jī)精準(zhǔn)的定位運行。
[0030]所述導(dǎo)軌402均為直線導(dǎo)軌，具體為IKO直線導(dǎo)軌、NSK直線導(dǎo)軌、HIWIN直線導(dǎo)軌等(其中，IK0、NSK、HIWIN為導(dǎo)軌品牌)，且不局限于某個型號，其具體結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，此處不作詳述。
[0031]另外，所述定子10的上部的兩端設(shè)置有擋板601，主要用于限制動子20的最大行程，防止動子20滑出導(dǎo)軌，所述定子10的下部的兩端還安裝有固定模塊701，用于整個運動模組的安裝固定，其安裝方式多種多樣，本實用新型對此不作限制。
[0032]本實施例中，所述讀數(shù)模組包括讀數(shù)頭501和讀數(shù)頭轉(zhuǎn)接板304，所述讀數(shù)頭轉(zhuǎn)接板304通過螺孔設(shè)置于動子20的第二動子轉(zhuǎn)接固定板302上，所述讀數(shù)頭501設(shè)置于讀數(shù)頭轉(zhuǎn)接板304上。所述光柵尺502可采用雷尼紹、海德漢公司出廠的光柵編碼器，且不局限于某型號，具體結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，此處不作詳述。在運動時，讀數(shù)頭501獲取光柵尺502的數(shù)據(jù)，獲取動子20運動的位移。
[0033]請繼續(xù)參閱圖1和圖2，所述第一磁鐵組102和第二磁鐵組103均包括若干個N極(北極)、S極(南極)交錯設(shè)置、且線性排列的磁鐵。如圖1的視角，若一塊磁鐵的N極向左、S極向右，則與其相鄰的磁鐵則為N極向右、S極向左排列，且各磁鐵排列成一條直線。具體地，各磁鐵為模塊化永磁磁鐵，可以分段拼接，各磁鐵組的長度可以根據(jù)定子的長度匹配設(shè)計。具體的，所述磁鐵為海爾貝克永磁磁鐵、釹鐵硼永磁磁鐵、稀土永磁磁鐵等，粘貼在定子兩個相對的側(cè)面上。
[0034]本實用新型采用雙邊磁鐵背對粘貼在磁軛上，其磁場與分布在兩側(cè)的動線圈產(chǎn)生的磁場相互作用，推力比單側(cè)磁鐵要大得多，當(dāng)凸桿式無鐵芯直線電機(jī)直接驅(qū)動較輕負(fù)載時，可以精確的實現(xiàn)高速頻繁往復(fù)直線運行。
[0035]請繼續(xù)參閱圖1和圖2，所述動子20包括第一線圈組201、第二線圈組202、第一動子轉(zhuǎn)接固定板301、第二動子轉(zhuǎn)接固定板302、用于固定第