[发明专利]一种消间隙精密导向位移装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种消间隙精密导向位移装置。

背景技术

目前，光学仪器中常用的直线运动主要是靠导轨的直线位移来完成的。导轨的主要形式有滑动摩擦导轨和滚动摩擦导轨，其作用是对运动件支撑与导向。导向精度高，运动轻便平稳，耐磨性高，承载能力大，消间隙及加工装调方便是对导轨的基本要求。滑动摩擦导轨承导面的加工和检验都比较简单，但最大的缺点是间隙不能调整，磨损后不能用调整的方法补偿，而且对温度的变化比较敏感。而现有的滚动导轨虽然对温度变化的敏感性较低，但对导轨面的加工精度要求很高，并且共需要三根导轨，两根静导轨、一根动导轨，动、静导轨之间的间隙调整起来非常困难。随着科学的发展与现代化的进步，对光学仪器的精度和准确性以及调整工艺提出了更高的要求，例如在光学仪器望远镜系统中的实时调焦，光刻机中高精度定位等。因此，现有的导轨结构形式已经不能满足现在光学仪器的发展步伐。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种消间隙精密导向位移装置，有效地消除了丝杆与螺母之间的运动间隙，提高了导轨直线性；此外还具重复定位高，耐磨性高，载能力大的优点。

本发明的技术解决方案：一种消间隙精密导向位移装置，包括消间隙结构和V形圆柱形动导轨结构，消间隙结构包括电机1、电机座3、轴承架5、联轴节6、消间隙板7、丝母环9、丝杆10、轴承压块14、第一推力轴承16和第二推力轴承18；V形圆柱形活动导轨结构包括圆柱形动导轨11、V型定导轨22和两个滑动轨25、26、三点式固定架23、平端紧定螺钉24、24′、24″，钢球29、29′、29″；固定在电机座3上的电机1通过联轴节6与丝杆10连接；轴承架5固定在电机座3上，第一推力轴承16和第二推力轴承18安装在轴承架5的两端，丝杆10安装在第一推力轴承16和第二推力轴承18内圈上；轴承压块14固定在丝杆10上，调整轴承压块14使丝杆10与第一推力轴承16和第二推力轴承18的内圈紧密配合；丝母环9和消间隙板7通过螺纹配合在丝杆10上，并将丝母环9和消间隙板7固紧；丝母环9与圆柱形动导轨11固定在一起；在圆柱形动导轨11的圆周上均布开有三个V形槽a、b、c，下面的一个V形槽a与V型的定导轨22配合，两者之间放有钢球29，采用第一保持架31将钢球29分开；与圆柱形动导轨11上面的两个V型槽配合的是两个滑动轨25、26，在另两个V型槽b、c与两个滑动轨25、26之间放有钢球29′、29″，采用另外两个保持架32、33将钢球29′、29″分开，V型定导轨22和两个滑动轨25、26固定在三点式固定架23上，平端紧定螺钉24′、24″位于两个滑动轨25、26上，调整平端紧定螺钉24、30消除圆柱形动导轨11和定导轨22之间的间隙。

在所述定导轨22的两端装有限位开关37、38，当圆柱形动导轨11运动到两端极限位置时，两端的限位开关37、38发出信号，使电机1停止转动，提高定位精度。

在所述圆柱形动导轨11的前端面装有X向法兰盘27，可作为光学仪器的调焦；在所述圆柱形活动导轨11的上端面装有Y向法兰盘28，作为工件台使用。

在所述轴承架5上端固定有用于防尘的轴承盖15。

在所述电机轴的另一端装有手轮21，一方面便于调试，另一方面可作为一个接口，方便和角编码器相连。

本发明的原理：本发明包含了消间隙结构，用消间隙板将丝杆与丝母环的间隙消除后，用2个推力轴承把消了间隙的丝杆和丝母环固定在轴承架上。轴承架与电机座固定在一起，用联轴节将固定在电机座上的双轴电机与丝杆相联。丝母环用螺钉与圆柱形动导轨固定在一起。在圆柱形动导轨的圆周上均布开有3个V形槽，下面的V形槽与1个V型的定导轨配合，它们之间放有钢球，用保持架将钢球分开。与上面两个V型槽配合的是两个滑动轨，在V型槽与滑动轨之间放有钢球，用保持架将钢球分开，调整滑动轨和定导轨上的平端紧定螺钉，消除圆柱形动导轨和定导轨之间的间隙，使活动导轨运动舒适、平稳、无卡滞现象。圆柱形动导轨将电机与丝杆的转动转变成了导轨的直线运动。另外，在定导轨的两端装有限位开关，当动导轨运动到位后，限位开关发出信号，电机停止转动。将光栅尺接口板、光栅尺读数头、光栅尺安装在固定架上，以提高位移导向装置的定位精度。为了便于调试，在电机的另一端装有手轮。

本发明与现有的技术相比具有以下优点：

(1)本发明加装了消间隙结构，采用消间隙板将丝杆与丝母环的间隙消除后，用2个推力轴承把消了间隙的丝杆和丝母环固定在轴承架上，消除了丝杆与螺母之间的运动间隙，提高了导轨直线性。