專利名稱：一種無接觸導(dǎo)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種運(yùn)動(dòng)部件的導(dǎo)向裝置，特別是涉及ー種無接觸導(dǎo)向裝置，屬于運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，其主要應(yīng)用于受接觸導(dǎo)向而影響其運(yùn)行穩(wěn)定性和精確性的運(yùn)動(dòng)部件裝置。
背景技術(shù)：
直線運(yùn)動(dòng)部件一般采用滾動(dòng)導(dǎo)向和滑動(dòng)導(dǎo)向裝置，無論是滾動(dòng)導(dǎo)向還是滑動(dòng)導(dǎo)向，均存在接觸和摩擦。接觸摩擦自然會(huì)導(dǎo)致接觸部件的磨損，増加驅(qū)動(dòng)部件的功率損耗，降低運(yùn)動(dòng)精度和使用壽命，増加運(yùn)動(dòng)噪聲和發(fā)熱，甚至可能使精密部件變形，從而影響運(yùn)動(dòng)裝置的控制精確性和穩(wěn)定性。磁懸浮技術(shù)可以無接觸傳動(dòng)，徹底消除摩擦，有效抑制運(yùn)動(dòng)裝置的振動(dòng)，無需潤滑，提高運(yùn)動(dòng)裝置的平穩(wěn)性和精確性。目前，電磁懸技術(shù)已有應(yīng)用于磁懸浮列車和磁懸浮機(jī)床主軸進(jìn)給系統(tǒng)中。現(xiàn)有技術(shù)中申請和得到授權(quán)的這類專利很多，例如有。公開號(hào)為CN 1528559的中國發(fā)明專利申請給出的一種“エ業(yè)應(yīng)用型主動(dòng)磁懸浮機(jī)床導(dǎo)軌直線電機(jī)進(jìn)給平臺(tái)”，包含有固定支承于機(jī)座(7)上的導(dǎo)軌(5)、套裝在導(dǎo)軌(5)上的移動(dòng)平臺(tái)(4)和直線電機(jī)(3)，其特征在于直線電機(jī)(3)位于導(dǎo)軌(5)的中心線上，而其兩側(cè)的導(dǎo)軌(5)上下面設(shè)置承載電磁鐵(2)，導(dǎo)軌(5)的兩側(cè)面設(shè)置導(dǎo)向電磁鐵(6)，承載電磁鐵(2)和導(dǎo)向電磁鐵(6)與移動(dòng)平臺(tái)(4)固定連接，它們中部均設(shè)置位移傳感器
(I),并連接一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)位置控制系統(tǒng)。公開號(hào)為CN 101850523A的中國發(fā)明專利申請給出的ー種“數(shù)控機(jī)床直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)”，包括進(jìn)給平臺(tái)和長定子直線同步電動(dòng)機(jī)，所述長定子直線同步電動(dòng)機(jī)主要包括定子鐵心和可以與定子鉄心做相對運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子鐵心，其特征在于所述進(jìn)給平臺(tái)安裝在動(dòng)子鐵心上；在所述動(dòng)子鉄心內(nèi)設(shè)置有勵(lì)磁繞組，在所述定子鉄心內(nèi)設(shè)置有推力繞組；在所述進(jìn)給平臺(tái)上設(shè)置有電渦流傳感器；在所述定子鉄心上設(shè)置有長光柵傳感器；所述勵(lì)磁繞組和電渦流傳感器連接至磁懸浮控制系統(tǒng)；所述推力繞組和長光柵傳感器連接至進(jìn)給控制系統(tǒng)。公開號(hào)為CN 101972933A的中國發(fā)明專利申請給出的一種“雙直線同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的精密重型機(jī)床磁懸浮運(yùn)動(dòng)平臺(tái)”，包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和兩個(gè)長定子直線同步電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)。所述直線同步電動(dòng)機(jī)主要包括定子鐵心和可以與定子鉄心做相對運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子鐵心。其特征在于所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)安裝在動(dòng)子鐵心上；在所述定子鉄心內(nèi)設(shè)置有勵(lì)磁繞組，在所述動(dòng)子鉄心內(nèi)設(shè)置有推力繞組；在所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上設(shè)置有電渦流傳感器；在所述基座上設(shè)置有長光柵傳感器；所述勵(lì)磁繞組和電渦流傳感器連接至磁懸浮控制系統(tǒng)；所述推力繞組和長光柵傳感器連接至平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。上述技術(shù)方案給出的是懸浮與直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)是一體化的，裝置的結(jié)構(gòu)和控制要兼顧兩方面的功能要求，有時(shí)候要犧牲一方的性能和精度，難以實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出了ー種無接觸導(dǎo)向裝置，以克服現(xiàn)有接觸式導(dǎo)向的弊端，確保運(yùn)動(dòng)部件及裝置的穩(wěn)定性和精確性。同時(shí)，克服現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化的問題。本實(shí)用新型給出的這種無接觸導(dǎo)向方法在機(jī)床運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上設(shè)置無接觸導(dǎo)向裝置，即在運(yùn)動(dòng)部件兩側(cè)的支架中分別設(shè)置多個(gè)協(xié)同工作的U型電磁力裝置，通過調(diào)節(jié)每個(gè)U型電磁力裝置的電磁線圈電流的大小，進(jìn)而調(diào)控支架中U型電磁力裝置與磁性導(dǎo)軌之間的間隙，使運(yùn)動(dòng)部件與磁性導(dǎo)軌之間保持一定間隙實(shí)現(xiàn)無接觸式導(dǎo)向。本實(shí)用新型給出的這種無接觸導(dǎo)向裝置，包括有機(jī)床運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)部件23和エ作臺(tái)24，其特點(diǎn)是還包括有第一 U型電磁力裝置U1、第二 U型電磁力裝置U2、第三U型電磁力裝置U3、第四U型電磁力裝置U4、第五U型電磁力裝置U5、第六U型電磁力裝置W、第一 T型磁性導(dǎo)軌21、第二 T型磁性導(dǎo)軌22、第一支架10、第二支架20，其中第一支架10、第 ニ支架20均為槽型結(jié)構(gòu)，第一 U型電磁力裝置U1、第二 U型電磁力裝置U2、第三U型電磁力裝置U3安裝在位于運(yùn)動(dòng)部件23 —側(cè)的第一支架10槽型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)內(nèi)側(cè)壁和底部內(nèi)壁上，第四U型電磁力裝置U4、第五U型電磁力裝置U5、第六U型電磁力裝置U6安裝在位于運(yùn)動(dòng)部件23另ー側(cè)的第二支架20槽型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)內(nèi)側(cè)壁和底部內(nèi)壁上，第一支架10、第ニ支架20的底部外壁分別與運(yùn)動(dòng)部件23連接，以支撐運(yùn)動(dòng)部件23不與第一 T型磁性導(dǎo)軌21、第二 T型磁性導(dǎo)軌22接觸，第一 T型磁性導(dǎo)軌21、第二 T型磁性導(dǎo)軌22平行固定在機(jī)床的床身25上，第一支架10、第二支架20上的U型電磁力裝置分別與第一 T型磁性導(dǎo)軌21、第二 T型磁性導(dǎo)軌22之間留有間隙。為了增強(qiáng)上述方案的合理性，本實(shí)用新型還包括以下附加技術(shù)特征。所述的無接觸導(dǎo)向裝置中的U型電磁力裝置由U型鐵心、電磁線圈和間距傳感器構(gòu)成，其中電磁線圈纏繞在U型鉄心上，間距傳感器設(shè)置在U型鉄心指向T型磁性導(dǎo)軌的頂端芳。所述的無接觸導(dǎo)向裝置中的U型電磁力裝置為兩個(gè)一組協(xié)同工作，其中位于第一支架10槽型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)內(nèi)側(cè)壁上的第一 U型電磁力裝置Ul和第二 U型電磁力裝置U2為ー組，位于第二支架20槽型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)內(nèi)側(cè)壁上的第五U型電磁力裝置U5和第六U型電磁力裝置U6為一組，位于第一支架10槽型結(jié)構(gòu)的底部內(nèi)壁上的第三U型電磁力裝置U3和位于第二支架20槽型結(jié)構(gòu)的底部內(nèi)壁上的第四U型電磁力裝置U4為一組。所述無接觸導(dǎo)向裝置，每個(gè)U型電磁力裝置的電磁線圈的電流可調(diào)，以便調(diào)節(jié)電磁力大小，進(jìn)而調(diào)控U型電磁力裝置與磁性導(dǎo)軌之間的間隙。所述無接觸導(dǎo)向裝置，每個(gè)U型電磁力裝置配置ー個(gè)間距傳感器，以檢測U型電磁力裝置與磁性導(dǎo)軌之間的間隙。所述無接觸導(dǎo)向裝置，U型電磁力裝置與磁性導(dǎo)軌之間的間隙，是依據(jù)協(xié)同工作的間距傳感器提供的間隙數(shù)據(jù)通過改變U型電磁力裝置的電磁線圈電流大小來調(diào)節(jié)的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果是取消了滾動(dòng)導(dǎo)向和滑動(dòng)導(dǎo)向的接觸和摩擦，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件與導(dǎo)軌之間無接觸導(dǎo)向。本實(shí)用新型有益效果還體現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)部件與導(dǎo)軌之間的間隙可以實(shí)時(shí)得到監(jiān)測和調(diào)控，提聞運(yùn)動(dòng)裝置的精確性和穩(wěn)定性。
圖I為本實(shí)用新型的實(shí)施例-無接觸導(dǎo)向裝置基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例-無接觸導(dǎo)向裝置用于磨床工作臺(tái)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)說明如下。UU U2、U3、U4、U5、U6為第一 U型電磁力裝置 第六U型電磁力裝置，1、4、7、11、14、17為U型鐵心，2、5、8、12、15、18為電磁線圈，3、6、9、13、16、19為間距傳感器，10為第一支架，20為第二支架，21為第一 T型磁性導(dǎo)軌，22為第二 T型磁性導(dǎo)軌，23為運(yùn)動(dòng)部件，24為工作臺(tái)，25為磨床床身，26為工作臺(tái)控制手柄,27為垂直進(jìn)給手柄,28為切削砂輪,29為驅(qū)動(dòng)箱，30為橫向進(jìn)給手柄。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例進(jìn)ー步敘述本實(shí)用新型的內(nèi)容。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例為ー種機(jī)床運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其基本結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括有機(jī)床運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)部件23、工作臺(tái)24、第一 U型電磁力裝置U1、第二 U型電磁力裝置U2、第三U型電磁力裝置U3、第四U型電磁力裝置U4、第五U型電磁力裝置U5、第六U型電磁力裝置U6、第一 T型磁性導(dǎo)軌21、第二 T型磁性導(dǎo)軌22、第一支架10、第二支架20，其中第一支架10、第二支架20均為槽型結(jié)構(gòu)，第一U型電磁力裝置U1、第二U型電磁力裝置U2、第三U型電磁力裝置U3安裝在位于運(yùn)動(dòng)部件23 —側(cè)的第一支架10槽型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)內(nèi)側(cè)壁和底部內(nèi)壁上，第四U型電磁力裝置U4、第五U型電磁力裝置U5、第六U型電磁力裝置U6安裝在位于運(yùn)動(dòng)部件23另ー側(cè)的第二支架20槽型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)內(nèi)側(cè)壁和底部內(nèi)壁上，第一支架10、第二支架20的底部外壁分別與運(yùn)動(dòng)部件23連接，以支撐運(yùn)動(dòng)部件23不與第一 T型磁性導(dǎo)軌21、第二 T型磁性導(dǎo)軌22接觸，第一 T型磁性導(dǎo)軌21、第二 T型磁性導(dǎo)軌22平行固定在機(jī)床的床身25上，第一支架10、第二支架20上的U型電磁力裝置分別與第一 T型磁性導(dǎo)軌21、第二 T型磁性導(dǎo)軌22之間留有間隙。本實(shí)用新型實(shí)施例用于磨床工作臺(tái)時(shí)的安裝情況如圖2所示。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例為ー種機(jī)床運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其截面結(jié)構(gòu)如圖I所示。第一 U型電磁力裝置Ul由U型鉄心I、電磁線圈2和間距傳感器3組成，調(diào)節(jié)電磁線圈2的電流大小可以調(diào)整第一 U型電磁力裝置Ul與第一磁性導(dǎo)軌21之間的間距Sェ，間距傳感器3監(jiān)測第一 U型電磁力裝置Ul與第一磁性導(dǎo)軌21之間的間距5 10第二 U型電磁力裝置U2由U型鉄心7、電磁線圈8和間距傳感器9組成，調(diào)節(jié)電磁線圈8的電流大小可以調(diào)整第二 U型電磁力裝置U2與第一磁性導(dǎo)軌21之間的間距5 2，間距傳感器9監(jiān)測第二 U型電磁力裝置U2與第一磁性導(dǎo)軌21之間的間距5 2。第三U型電磁力裝置U3由U型鉄心4、電磁線圈5和間距傳感器6改成，調(diào)節(jié)電磁線圈5的電流大小可以調(diào)整第三U型電磁力裝置U3與第一磁性導(dǎo)軌21之間的間距5 3,間距傳感器3監(jiān)測第三U型電磁力裝置U3與第一磁性導(dǎo)軌21之間的間距5 3。第四U型電磁力裝置U4由U型鐵心14、電磁線圈15和間距傳感器16組成，調(diào)節(jié)電磁線圈15的電流大小可以調(diào)整第四U型電磁力裝置U4與第二磁性導(dǎo)軌22之間的間距6 4，間距傳感器16監(jiān)測第四U型電磁力裝置U4與第二磁性導(dǎo)軌22之間的間距5 4。[0031]第五U型電磁力裝置U5由U型鉄心11、電磁線圈12和間距傳感器13組成，調(diào)節(jié)電磁線圈12的電流大小可以調(diào)整第五U型電磁力裝置U5與第二磁性導(dǎo)軌22之間的間距6 5，間距傳感器13監(jiān)測第五U型電磁力裝置U5與第二磁性導(dǎo)軌22之間的間距5 5。第六U型電磁力裝置U6由U型鉄心17、電磁線圈18和間距傳感器19組成，調(diào)節(jié)電磁線圈18的電流大小可以調(diào)整第六U型電磁力裝置U6與第二磁性導(dǎo)軌22之間的間距6 6，間距傳感器19監(jiān)測第六U型電磁力裝置U6與第二磁性導(dǎo)軌22之間的間距5 6。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例為ー種機(jī)床運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其截面結(jié)構(gòu)如圖I所示，第一 U型電磁力裝置Ul與第二 U型電磁力裝置U2是協(xié)同工作的，根據(jù)間距傳感器3監(jiān)測到的間距S1和間距傳感器9監(jiān)測到的間距S2，若S1-S2, S ^，則增加電磁線圈2的電流和減小電磁線圈8的電流，當(dāng)S1-S2SO. 2 Sc^，保持電磁線圈2和電磁線圈8電流不變；若S2-S1> S ^，則減小電磁線圈2的電流和增加電磁線圈8的電流，當(dāng)S2-S1 <0.2 Sci時(shí)，保持電磁線圈2和電磁線圈8電流不變。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例為ー種機(jī)床運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其截面結(jié)構(gòu)如圖I所示，第三U型電磁力裝置U3與第四U型電磁力裝置U4是協(xié)同工作的，根據(jù)間距傳感器6監(jiān)測到的間距S3和間距傳感器16監(jiān)測到的間距S4，若8 3- 8 4 > S ^，則增加電磁線圈5的電流和減小電磁線圈15的電流，當(dāng)S 3-S4 <0.2 Stl時(shí)，保持電磁線圈5和電磁線圈15電流不變；若S4-S3 > S ^，則減小電磁線圈5的電流和增加電磁線圈15的電流，當(dāng)S4-S3 <0.2 6。時(shí)，保持電磁線圈5和電磁線圈15電流不變。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例為ー種機(jī)床運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其截面結(jié)構(gòu)如圖I所示，第五U型電磁力裝置U5與第六U型電磁力裝置U6是協(xié)同工作的，根據(jù)間距傳感器13監(jiān)測到的間距S5和間距傳感器19監(jiān)測到的間距S6，若5 5- 5 6 > S ^，則增加電磁線圈12的電流和減小電磁線圈18的電流，當(dāng)S5-S6<0. 2 6(|時(shí)，保持電磁線圈12和電磁線圈18電流不變；若6 6- 6 5 > 6 C1，則減小電磁線圈12的電流和增加電磁線圈18的電流，當(dāng)S 6- S 5 < 0. 2 S。時(shí)，保持電磁線圈12和電磁線圈18電流不變。以上實(shí)施例說明中，5 ^為各個(gè)U型電磁力裝置與導(dǎo)軌之間的均勻間隙，視運(yùn)動(dòng)部件的載荷等因素，S。為0. 5mm-l. 5mm。實(shí)施例中關(guān)鍵部件，U型鉄心可以采用本領(lǐng)域常用的0. 5mm厚的硅鋼片沖壓并涂漆后疊成；電磁線圈可以采用本領(lǐng)域常用的電磁漆包線繞成，并浸絕緣漆和烘干處理；T型導(dǎo)軌可以采用導(dǎo)磁不銹鋼如SUS430制成。
權(quán)利要求1.一種無接觸導(dǎo)向裝置，包括有機(jī)床運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)部件(23)和工作臺(tái)(24)，其特征在于還包括有第一 U型電磁力裝置(U1)、第二 U型電磁力裝置(U2)、第三U型電磁力裝置(U3)、第四U型電磁力裝置(U4)、第五U型電磁力裝置(U5)、第六U型電磁力裝置(U6)、第一T型磁性導(dǎo)軌(21)、第二 T型磁性導(dǎo)軌(22)、第一支架(10)、第二支架(20)，其中第一支架(10)、第二支架(20)均為槽型結(jié)構(gòu)，第一 U型電磁力裝置(U1)、第二 U型電磁力裝置(U2)、第三U型電磁力裝置(U3)安裝在位于運(yùn)動(dòng)部件(23)—側(cè)的第一支架(10)槽型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)內(nèi)側(cè)壁和底部內(nèi)壁上，第四U型電磁力裝置(U4)、第五U型電磁力裝置(U5)、第六U型電磁力裝置(U6)安裝在位于運(yùn)動(dòng)部件(23)另一側(cè)的第二支架(20)槽型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)內(nèi)側(cè)壁和底部內(nèi)壁上，第一支架(10)、第二支架(20)的底部外壁分別與運(yùn)動(dòng)部件(23)連接，用以支撐運(yùn)動(dòng)部件(23)不與第一 T型磁性導(dǎo)軌(21)、第二 T型磁性導(dǎo)軌(22)接觸，第一 T型磁性導(dǎo)軌(21)、第二 T型磁性導(dǎo)軌(22)平行固定在機(jī)床的床身(25)上，第一支架(10)、第二支架(20)上的U型電磁力裝置分別與第一 T型磁性導(dǎo)軌(21)、第二 T型磁性導(dǎo)軌(22)之間留有間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無接觸導(dǎo)向裝置，其特征在于無接觸導(dǎo)向裝置中的U型電磁 力裝置由U型鐵心、電磁線圈和間距傳感器構(gòu)成，其中電磁線圈纏繞在U型鐵心上，間距傳感器設(shè)置在U型鐵心指向T型磁性導(dǎo)軌的頂端旁。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無接觸導(dǎo)向裝置，其特征在于無接觸導(dǎo)向裝置中的U型電磁力裝置為兩個(gè)一組協(xié)同工作，其中位于第一支架槽型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)內(nèi)側(cè)壁上的第一 U型電磁力裝置(Ul)和第二 U型電磁力裝置(U2)為一組，位于第二支架槽型結(jié)構(gòu)的兩側(cè)內(nèi)側(cè)壁上的第五U型電磁力裝置(U5)和第六U型電磁力裝置(U6)為一組，位于第一支架槽型結(jié)構(gòu)的底部內(nèi)壁上的第三U型電磁力裝置(U3)和位于第二支架槽型結(jié)構(gòu)的底部內(nèi)壁上的第四U型電磁力裝置(U4)為一組。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種無接觸導(dǎo)向裝置，其特點(diǎn)是包括有機(jī)床運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、運(yùn)動(dòng)部件、U型電磁力裝置、T型磁性導(dǎo)軌、支架，其中第一支架、第二支架均為槽型結(jié)構(gòu)，第一～第三U型電磁力裝置安裝在位于運(yùn)動(dòng)部件一側(cè)的第一支架上，第四～第六U型電磁力裝置安裝在位于運(yùn)動(dòng)部件另一側(cè)的第二支架上，第一支架、第二支架的底部外壁分別與運(yùn)動(dòng)部件連接，以支撐運(yùn)動(dòng)部件不與T型磁性導(dǎo)軌接觸，T型磁性導(dǎo)軌平行固定在床身上，支架上的U型電磁力裝置與T型磁性導(dǎo)軌之間留有間隙。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)部件與導(dǎo)軌之間無接觸導(dǎo)向，而且運(yùn)動(dòng)部件與導(dǎo)軌之間的間隙可以進(jìn)行監(jiān)測和調(diào)控，提高運(yùn)動(dòng)裝置的精確性和穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)B23Q5/34GK202571967SQ20122006532
公開日2012年12月5日 申請日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
發(fā)明者胡慶, 于海雁, 于冬梅, 安躍軍, 胡雨薇, 張宇獻(xiàn), 綦艷麗 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)