[发明专利]高速高精度伺服直线电机滑台

说明书

技术领域

本发明涉及一种伺服电机滑台。

背景技术

数控机床正在向精密、高速、复合、智能、环保的方向发展。精密和高速加工对传动及其控制提出了更高的要求，更高的动态特性和控制精度，更高的进给速度和加速度，更低的振动噪声和更小的磨损。问题的症结在于传统的传动链从作为动力源的电动机到工作部件要通过齿轮、蜗轮副，皮带、丝杠副、联轴器、离合器等中间传动环节，在这些环节中产生了较大的转动惯量、弹性变形、反向间隙、运动滞后、摩擦、振动、噪声及磨损。虽然在这些方面通过不断的改进使传动性能有所提高，但问题很难从根本上解决。

发明内容

本发明的目的在于提供高速高精度伺服直线电机滑台，可以有效地解决传统的传动链存在的反向间隙、运动滞后、摩擦、振动、噪声及磨损的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：高速高精度伺服直线电机滑台，其特征在于：包括滑台底座，滑台底座上滑动连接有下滑台，下滑台上滑动连接有上滑台，上滑台和下滑台分别在成90°的X轴和Z轴方向上进行滑动。

优选的，滑台底座顶部两侧设有Z轴直线导轨，下滑台连接在Z轴直线导轨上，下滑台与Z轴直线导轨之间设有Z轴伺服直线电机，Z轴伺服直线电机的定子固定在滑台底座上，Z轴伺服直线电机的动子固定连接下滑台，下滑台通过Z轴伺服直线电机的驱动在Z轴直线导轨上直线滑动。

进一步，Z轴伺服直线电机设置在两条Z轴直线导轨中间，使下滑台在滑动时受力均匀，避免下滑台受力不均而与Z轴直线导轨产生的摩擦，减小噪声和磨损。

进一步，下滑台顶部两侧设有X轴直线导轨，上滑台连接在X轴直线导轨上，上滑台与X轴直线导轨之间设有X轴伺服直线电机，X轴伺服直线电机的定子固定在下滑台上，X轴伺服直线电机的动子固定连接在上滑台上，上滑台通过X轴伺服直线电机的驱动在X轴直线导轨上直线滑动。

进一步，X轴伺服直线电机设置在两条X轴直线导轨中间，使上滑台在滑动时受力均匀，避免上滑台受力不均而与X轴直线导轨产生的摩擦，减小噪声和磨损。

进一步，滑台底座、上滑台和下滑台采用铸铁铸造成型，使其具有较强的吸振性和结构刚性，保证了运动部件的平稳性。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

一、结构简单，由于直线电机不需要把旋转运动变成直线运动的附加装置，因而使得系统本身的结构大为简化，重量和体积大大地下降；

二、定位精度高，在需要直线运动的地方，直线电机可以实现直接传动，因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差，故定位精度高；如采用微机控制，则还可以大大地提高整个系统的定位精度；

三、反应速度快、灵敏度高、随动性好，直线电机容易做到其动子用磁悬浮支撑，因而使得动子和定子之间始终保持一定的空气隙而不接触，这就消除了定、动子间的接触摩擦阻力，因而大大地提高了系统的灵敏度、快速性和随动性；

四、工作安全可靠、寿命长，直线电机可以实现无接触传递力，机械摩擦损耗几乎为零，所以故障少，免维修，因而工作安全可靠、寿命长。

综上，本发明高速高精度伺服直线电机滑台，结构简单，速度范围宽、速度特性好、加速度大、定位精度高、噪声和磨损小，完全能够满足数控机床发展的需要，和传统的滑台相比，更经济实用；可用于数控车床高精密进给的机构，也可用于数控铣床、加工中心的精密滑台。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明高速高精度伺服直线电机滑台的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明高速高精度伺服直线电机滑台，包括滑台底座7，滑台底座7上滑动连接有下滑台5，下滑台5上滑动连接有上滑台1，滑台底座7、上滑台1和下滑台5采用高性能铸铁铸造成型，具有较强的吸振性和结构刚性，保证了运动部件的平稳性。滑台底座7顶部两侧设有Z轴直线导轨4，下滑台5连接在Z轴直线导轨4上，下滑台5与Z轴直线导轨4之间设有Z轴伺服直线电机6，Z轴伺服直线电机6设置在两条Z轴直线导轨4中间，Z轴伺服直线电机6的定子固定在滑台底座7上，Z轴伺服直线电机6的动子固定连接在下滑台5上，通电后，在电磁力的推动下，下滑台5通过Z轴伺服直线电机6的驱动在Z轴直线导轨4上直线滑动。下滑台5顶部两侧设有X轴直线导轨2，上滑台1连接在X轴直线导轨2上，上滑台1与X轴直线导轨2之间设有X轴伺服直线电机3，X轴伺服直线电机3的定子固定在下滑台5上，X轴伺服直线电机3设置在两条X轴直线导轨2中间，X轴伺服直线电机3的动子固定连接在上滑台1上，通电后，在电磁力的推动下，上滑台1通过X轴伺服直线电机3的驱动在X轴直线导轨2上直线滑动。即上滑台1和下滑台5分别在成90°的X轴和Z轴方向上进行滑动。滑台由伺服直线电机驱动，精密直线导轨导向，可单轴单动和双轴联动，完成直线、斜线、圆弧、曲线的进给和插补。由于伺服直线电机的特性，可使滑台实现纳米级的进给，使加工零件的精度和表面质量更高。