CN101002374B - 线性电动机引导装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供线性电动机引导装置，包括：线性电动机定子和线性电动机转子；向上伸出隔离件；安装在主基座中的LM轨道和LM滑块；及沿纵向弹性安装的主罩盖，因而安装方便，整个装置可稳定地往复运动一定距离。该装置安装至工作机器人，往复运动装置沿纵向在整个装置长度内往复运动，该装置包括：主基座，使整个装置具有预定宽度和长度，该装置的元件安装在主基座上；设置在主基座上的驱动装置；往复运动装置，安装在主基座上用于借助于驱动装置的驱动力沿纵向往复运动整个装置的长度内的一定距离；及主罩盖，与覆盖主基座的侧端部的侧罩盖接合，主罩盖通过侧罩盖安装在主基座上，增大主罩盖的纵向截面并使在主罩盖的侧端处形成的中空部与弹性块接合。

Description

线性电动机引导装置

技术领域

本发明涉及一种线性电动机引导装置，该装置包括：线性电动机定子和线性电动机转子；在主基座上形成的向上伸出隔离件；安装在主基座上的LM轨道和LM滑块；以及沿纵向弹性安装的主罩盖，因而该装置的安装方便，并且整个装置可稳定地往复运动一定距离。此外，本发明涉及一种线性电动机引导装置，该装置通过以安装至主基座的主罩盖不会下弯的非接触方式构造主罩盖而确保了运行中的稳定性和行程的增加，并且在不分离主罩盖的情况下向LM轨道和LM滑块供应润滑剂。

背景技术

安装至工作机器人(未示出)的线性电动机引导装置被广泛地使用，以使得能进行精确的往复输送。然而，传统的线性电动机引导装置的缺点在于，在需要进行长距离输送时，该线性电动机引导装置由于其沉重的自重而下弯，因而不便于将该线性电动机引导装置安装至操作机器人。

发明内容

技术问题

为避免传统的线性电动机引导装置的上述问题而研制出本发明。因此，本发明的目的在于提供一种新型构造的线性电动机引导装置，该装置可以以简单的方式安装至传统的工作机器人，并且其中该装置的纵向截面增大以防止该装置在使用时下弯，且纵向刚度增强以防止该装置扭曲和弯曲。

本发明的另一目的在于提供一种线性电动机引导装置，该装置以这样的非接触方式构造，即：主罩盖的底部被固定至主基座的支撑体支撑，并且该装置包括供油接口，该供油接口在不分离所述主罩盖的情况下将润滑剂供应至LM轨道和LM滑块。

技术方案

为实现上述目的，根据本发明，提供了一种安装至工作机器人的线性电动机引导装置，该装置包括：主基座，该主基座的大小定为允许整个装置具有预定宽度和长度，并且所述装置的元件安装在该主基座上；设置在所述主基座上的驱动装置；往复运动装置，该往复运动装置安装在所述主基座上，用于通过所述驱动装置的驱动力而沿纵向往复运动整个装置的长度之内的一定距离；以及主罩盖，该主罩盖与侧罩盖接合，所述侧罩盖连接至所述主基座的两个侧部以覆盖该主基座的两个侧部，所述主罩盖通过所述侧罩盖安装在所述主基座上，增大所述主罩盖的纵向截面，并使在该主罩盖的侧端处形成的中空部与弹性块接合。

根据本发明的特征，在所述主基座中，在预定长度的范围内安装有LM轨道，该LM轨道的侧部分别沿纵向凹入。

根据本发明的特征，所述主罩盖安装至在上部闭合的台内形成的接合空间，并且在该接合空间的下部处形成有开口部，从而至少一个支撑体形成在该开口部中以与所述主罩盖接合，所述支撑体在其下部固定至所述主基座.

根据本发明的特征，所述主罩盖的两侧都向下弯曲从而形成弯曲侧，该弯曲侧包围所述主基座的主体侧的外部，所述台的两侧形成有侧空间部，所述侧空间部向下弯曲以与所述弯曲侧相对应，并且所述侧空间部与所述台的所述接合空间连通。

根据本发明的特征，所述驱动装置为线性电动机定子。

根据本发明的特征，所述主罩盖包括：凹部，所述凹部从所述主罩盖的各侧端内凹；细长中空部，所述细长中空部形成在所述凹部的端部附近；以及侧罩盖，所述侧罩盖通过贯通弹性块的介质的固定装置而固定至所述凹部。

根据本发明的特征，所述主基座包括：向上伸出隔离件，所述向上伸出隔离件以彼此隔开一定宽度的方式在中央部分内彼此面对，其中一个向上伸出隔离件具有结合到其内表面上的刻度，从而可对行程进行测量；以及向上伸出件，所述向上伸出件的形状与所述向上伸出隔离件大致相同，并且每个所述向上伸出件均面对每一向上伸出隔离件。

根据本发明的特征，所述往复运动装置包括至少一个LM滑块，所述LM滑块具有形状和位置与所述LM轨道的凹入部对应的凹入部，从而该LM滑块可沿所述LM轨道稳定而没有摆动地线性往复运动，所述LM滑块安装至所述台的底部，并且所述台包括与所述线性电动机定子相对的线性电动机转子，并且所述台定位成可以以非接触方式沿着所述主罩盖的边缘表面运动，因而所述往复运动装置通过所述线性电动机定子和所述线性电动机转子的相互作用而往复运动。

根据本发明的特征，所述往复运动装置包括：刻度头，该刻度头的一侧沿着所述主基座的所述向上伸出隔离件以及结合在所述向上伸出隔离件上的预定形状的刻度可滑动地运动，借此测量行程；以及刻度盘，该刻度盘与所述刻度头的顶部一体联接，并且该刻度盘在其一端处通过固定装置固定至所述台的一侧。

根据本发明的特征，在所述主基座的各个角部处定位有四个止动块，所述止动块通过固定装置固定至所述主基座，并且还通过固定装置固定至相应的侧罩盖，从而各个止动块的彼此面对的端部具有突出的缓冲部。

根据本发明的特征，在所述主基座上与所述LM滑块一起安装有多个用于感测所述往复运动装置的位置的传感器，所述传感器沿着所述往复运动装置的运动方向排列在所述主基座的预定部位处。

根据本发明的特征，所述主基座包括固定装置以及在所述LM滑块处形成的螺栓联接部件，所述固定装置包括在所述主基座的底部处形成的内螺纹孔部件，从而选择这些部件以向上或向下地使所述装置与外部装置固定。

根据本发明的特征，在所述主罩盖的侧端上形成有台阶形贯通孔。

根据本发明的特征，在所述台的侧面处贯穿地形成有流油通道，每一流油通道均与安装至所述主基座的所述LM滑块互相连接，该流油通道包括供油接口。

附图说明

从以下结合附图的描述中将更清楚本发明的上述及其它目的、特征和优点，在附图中：

图1是大体示出根据本发明的线性电动机引导装置的立体图；

图2是图1的装置的平面图；

图3是图1的装置的纵向侧视图；

图4是图1的装置的横向侧视图；

图5至图7分别是图2中所示的刻度头(scale head)的正视图、平面图和侧视图；

图8是表示图2的主基座与刻度头之间的结合关系的侧视图；

图9是表示根据本发明第二实施例的线性电动机引导装置的立体图；

图10是图9的装置的平面图；

图11是图9的剖视图；以及

图12是表示根据本发明第三实施例的线性电动机引导装置的剖视图。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述根据本发明的线性电动机引导装置。

图1是大体示出根据本发明的线性电动机引导装置的立体图，图2是图1的装置的平面图，图3是图1的装置的纵向侧视图，图4是图1的装置的横向侧视图。

如图中所示，当从顶部观看时，线性电动机引导装置100为大致矩形。线性电动机引导装置100通过组装多个元件而构成。

附图标记“140”表示主基座，主基座是整个装置的基础，并且其上接收有多个元件。参照图4所示的侧视图，主基座140包括在中央部分彼此面对的向上伸出隔离件142，固定至刻度盘(scale block)180(稍后介绍)的刻度头187与所述向上伸出隔离件接触并移动。向上伸出隔离件142加强主基座140，防止从LM(线性电动机)轨道184与LM滑块190之间泄漏的油朝刻度143流动，并阻止引入任何异物。此外，其防止LM轨道184表面上的残留油脂在台130的快速往复运动期间散布到固定至刻度盘180的刻度头187的表面上以及散布到结合在向上伸出隔离件142的刻度143上而产生误差。向上伸出隔离件142的内表面结合有刻度143，在其上刻有线，使得可测量行程。

在各个向上伸出隔离件142之间的空间中固定有线性电动机定子182以及线性电动机转子210。主基座140还包括：两个钩状主体侧部144，每一主体侧部与各向上伸出隔离件142相对；LM滑块190，该LM滑块与位于向上伸出隔离件142和主体侧部144之间的LM轨道184相接合；台130，该台130安装在LM滑块190上，从而其可在LM轨道184上往复运动；主罩盖110，该主罩盖定位在台130上，用于覆盖主基座140的上部，并通过与台130的两侧相关联地接合而防止该台130下弯；以及侧罩盖122、124，所述侧罩盖用于覆盖主基座140的侧端部。

侧罩盖122、124弹性安装至主罩盖110的两个侧端部。参照示出本发明优选实施例的顶视图的图2，凹部137从主罩盖110的各侧端部向内凹陷，并且在凹部137的端部附近形成细长的中空部111(见图4)。侧罩盖122、124均以弹性块270为介质(medium)通过固定装置139而固定至凹部137附近。

更具体地说，LM轨道184的侧部分别沿纵向凹入，并且该LM轨道以预定长度(即，台130的往复行程L)安装在主基座140中.LM滑块190也具有凹部193，该凹部的形状和位置与LM轨道184的凹部相对应，使得它们可彼此接合以便线性往复运动.在优选实施例中，示出了四个LM滑块190，然而LM滑块190的数量可根据台130的数量而变化.

从侧视图中可见，台130的上部基本上包围主罩盖110，但不与其相接触。台130具有内端部132、134，它们均向内伸出并在其内弯侧具有斜面135。斜面135紧邻主罩盖110的边缘112、113。而且，台130的上部也紧邻主罩盖110的下表面。

线性电动机转子210的上部安装至台130的下部。LM滑块190通过螺栓192也安装至台130的下部。附图标记“131”表示在台130的突出边缘上形成的台阶形贯通孔，所述台阶形贯通孔的上部直径小于下部直径。可任选地在台130的上表面上安装其它各种机构，这些机构通过向上的螺栓连接或向下的螺栓连接固定。

根据图2中的平面图，应注意，台130的宽度大于主基座140的宽度。尽管台130的宽度可以大致等于主基座140的宽度，然而台130宽度较大(见图2等)可使台具有更稳定的功能。

根据示出平面图的图2，应注意，台130安装有四个LM滑块190。

附图标记“160”表示止动块。在线性电动机引导装置100的各个角部处定位有四个止动块160，通过固定装置163将它们固定至主基座140，并且还通过固定装置162固定至相应的侧罩盖122、124。各个止动块160的面向台130的端部具有突出的缓冲部170，从而止动块可与台130的侧面弹性接触。

附图标记“150”表示用于感测运动中的台130(LM滑块190安装在台130的下方)的位置的传感器。传感器150沿着台130的运动方向排列在主基座140的一定位置处。在优选实施例中，示出了三个传感器150。

附图标记“180”表示刻度盘，该刻度盘通过固定装置固定在台130的一个边缘处。稍后将参照图5至图7以及图6进一步描述该刻度盘。

附图标记“240”表示用于电源的连接端子。

附图标记“263”表示与线性电动机转子210的电源输入端子相连接的馈电线。同时，除了线性电动机转子210的馈电线之外，还具有与脉冲输出端子相连接的线。这里省略对这些线的详细说明。

附图标记“292”(见图4)表示用于将线性电动机引导装置100固定至工作机器人(未示出)的固定部件。固定部件292为内螺纹孔，其从沿纵向在主基座140的底部处形成的中空部294向下延伸。线性电动机引导装置100通过固定部件292安装至外部系统。

附图标记“293”表示用于固定主基座140的固定部件，该固定部件为具有螺纹面的伸出螺栓(projecting bolt)。主基座140通过固定部件293固定至其它装置。

图5至图7分别是图2中所示的刻度头(scale head)的正视图、平面图和侧视图，图8是表示图2的主基座与刻度头之间的结合关系的侧视图。

如所示的那样，刻度盘180固定至台130的具有刻度头187的一侧，该刻度头与刻度盘180的底部一体联接，并且该刻度头的一侧沿着主基座140的向上伸出隔离件142以及结合在其上的刻度143运动。

附图标记“145”表示安装LM轨道184的表面，附图标记“147”表示安装线性电动机定子182的表面。

图7至图9分别表示根据本发明第二实施例的线性电动机引导装置的立体图、平面图、和剖视图。

在该实施例中，台130的上部封闭，从而其在下方形成接合空间300。在接合空间300中形成有主罩盖110，该主罩盖由安装至主基座140的两个侧端部的侧罩盖122、124支撑。接合空间300的下部敞开，从而形成开口部301，使得在其下部固定到主基座140上的支撑体310的上部形成在该开口部中并借助固定装置与主罩盖110接合。由于上述结构，即使主基座140过长，主罩盖110也不会下弯。

优选的是，各支撑体310定位成以1至2米的间隔与相邻支撑体间隔开。

尽管支撑体310和主罩盖110可以直接彼此接合，然而考虑到主罩盖110的松弛或弯曲，支撑体310优选借助安装至主罩盖110的底面的联连板302而与主罩盖110接合。

尽管主罩盖110可如同主基座140一样实现为一个细长体，然而考虑到维护的方便性，其优选的是由2至3米长的分开件构成。

在台130的侧面处贯穿形成流油通道251，每一油流通道均与安装到主基座140上的LM滑块190的上部相互连接，这些油流通道向LM轨道184和LM滑块190供应润滑剂。油流通道251包括用于供油的接口250，以便在不分离主罩盖110的情况下将油供至LM轨道184和LM滑块190。

图12是表示根据本发明第三实施例的线性电动机引导装置的剖视图。在该实施例中，主罩盖110的两侧都向下弯曲从而形成弯曲侧部114，该弯曲侧部包围主基座140的主体侧部144。为与弯曲侧部114相对应，台130的两侧都形成为侧空间部303，所述侧空间部大致向下弯曲并与台130的接合空间300连通。这一构造用于有效防止诸如外部元件、灰尘等之类的各种异物进入线性电动机引导装置的驱动装置，从而确保装置的操作精度。

现在，将描述如以上构造的线性电动机引导装置100的操作。

使用者可通过固定部件292将线性电动机引导装置100安装至工作机器人(未示出)。

当使用者通过端子240向线性电动机引导装置100供电并启动驱动装置(未示出)时，电供应至线性电动机定子182，线性电动机定子182和线性电动机转子210被通电，从而线性电动机转子210开始运动。

包括线性电动机转子210、台130、以及LM滑块190在内的行进装置随LM滑块190沿LM轨道184的运动而运动。此时，刻度头187以及结合在台130一侧的刻度盘180沿着向上伸出隔离件142和结合于其上的刻度143往复运动。使用者可通过结合在向上伸出隔离件142上的刻度143测量行程。

而且，可通过沿安装至主基座140的台130的行进路径设在台130下方的传感器150读取台130在行进期间的当前位置。可通过独立的显示装置(未示出)显示台130的行程。将省略与此相关的详细说明。

此外，当然可通过驱动装置(未示出)控制台130的行进方向。

若台130在行进了一定距离后，其侧面接触止动块160的缓冲部170，则台130停止运动(见图3)。

附图标记“250”表示用于供应润滑剂的油接口。该油接口将润滑剂供给LM轨道184和LM滑块190，从而它们可更光滑地运行。

工业应用性

根据本发明的线性电动机引导装置，本发明具有以下优点：

通过增大主罩盖110的纵向截面，并使在该主罩盖的侧端处形成的中空部与弹性块接合，可防止主罩盖110在使用时下弯，并可增强扭转刚度和纵向刚度；

通过在主基座140中设置向上伸出隔离件142以加强主基座140，可防止主基座扭曲和纵向弯曲；所述向上伸出隔离件可防止从LM(线性电动机)轨道184与LM滑块190之间泄漏的油朝刻度143流动，并可阻止引入任何异物。此外，其防止LM轨道184表面上的残留油脂在台130的快速往复运动期间散布到固定至刻度盘180的刻度头187以及结合在向上伸出隔离件142上的刻度143的表面上，从而确保稳定操作；

由于使用者可将根据本发明的装置安装至处于上方位置的操作机器人，并可将其安装至处于上方位置或下方位置的主机架，因而该装置安装方便；

由于刻度头安装在台130沿行进方向的外部，因而安装、调整和维护变得更容易；

根据本发明第二和第三实施例，由于主罩盖110不会下弯或弯曲，主基座140的长度可选取为3至50米，从而为各种工业机械、自动机械、用于制造半导体、LCD、或PDP的设施、以及测试设备提供了精度极高的移动装置；

由于主罩盖110和台130不接触，因而可降低运行噪音，不会产生残屑，并抑制装置的摆动，从而提高运动精度；

由于可采用切割成2至3米的主罩盖110，因而维护变得更简单；以及

通过在不分离主罩盖110的情况下向LM轨道184供应润滑剂，提高了装置维护的方便性。

Claims (16)

1.一种安装至工作机器人的线性电动机引导装置，该装置包括：

主基座，该主基座的大小定为允许整个装置具有预定宽度和长度，并且所述装置的元件安装在该主基座上；

驱动装置，该驱动装置设置在所述主基座上；

往复运动装置，该往复运动装置安装在所述主基座上，用于借助于所述驱动装置的驱动力而沿纵向往复运动整个装置的长度之内的一定距离；以及

主罩盖，该主罩盖与侧罩盖接合，所述侧罩盖连接至所述主基座的两个侧部以覆盖所述主基座的两个侧部，所述主罩盖通过所述侧罩盖安装在所述主基座上，

增大所述主罩盖的纵向截面，并使在该主罩盖的侧端处形成的中空部与弹性块接合。

2.根据权利要求1所述的线性电动机引导装置，其特征在于，所述主罩盖连接至一台内形成的接合空间，其中所述的台的上部闭合，并且在所述接合空间的下部处形成有开口部，从而至少一个支撑体形成在该开口部内以与所述主罩盖接合，所述支撑体在其下部固定至所述主基座。

3.根据权利要求2所述的线性电动机引导装置，其特征在于，所述主罩盖的两侧都向下弯曲从而形成弯曲侧，该弯曲侧包围所述主基座的主体侧的外部，所述台的两侧形成侧空间部，所述侧空间部向下弯曲以与所述弯曲侧相对应，并且所述侧空间部与所述台的所述接合空间连通。

4.根据权利要求1所述的线性电动机引导装置，其特征在于，在所述主基座中，在预定长度的范围安装有LM轨道，该LM轨道的侧部分别沿纵向内凹。

5.根据权利要求3所述的线性电动机引导装置，其特征在于，在所述主基座中，在预定长度的范围安装有LM轨道，该LM轨道的侧部分别沿纵向内凹。

6.根据权利要求1和3中任一项所述的线性电动机引导装置，其特征在于，所述驱动装置为线性电动机定子。

7.根据权利要求1和3中任一项所述的线性电动机引导装置，其特征在于，所述主罩盖包括：

凹部，所述凹部从所述主罩盖的各侧端内凹；以及

细长的所述中空部，所述中空部形成在所述凹部的端部附近，

所述侧罩盖以所述弹性块为介质通过固定装置而固定至所述凹部附近。

8.根据权利要求1所述的线性电动机引导装置，其特征在于，所述主基座包括：

向上伸出隔离件，所述向上伸出隔离件以彼此隔开一定宽度的方式在中央部分彼此面对，其中一个向上伸出隔离件具有结合到其内表面上的刻度，从而可对行程进行测量；以及

向上伸出件，所述向上伸出件的形状与所述向上伸出隔离件的形状大致相同，并且每个所述向上伸出件均面对每一向上伸出隔离件。

9.根据权利要求3所述的线性电动机引导装置，其特征在于，所述主基座包括：

向上伸出隔离件，所述向上伸出隔离件以彼此隔开一定宽度的方式在中央部分彼此面对，其中一个向上伸出隔离件具有结合到其内表面上的刻度，从而可对行程进行测量；以及

向上伸出件，所述向上伸出件的形状与所述向上伸出隔离件的形状大致相同，并且每个所述向上伸出件均面对每一向上伸出隔离件。

10.根据权利要求5所述的线性电动机引导装置，其特征在于，所述往复运动装置包括至少一个LM滑块，所述LM滑块具有形状和位置与所述LM轨道的凹入部相对应的凹入部，从而该LM滑块可沿所述LM轨道线性地往复运动，

所述LM滑块结合至所述台的底部，并且

所述驱动装置为线性电动机定子，所述台包括与所述线性电动机定子相对的线性电动机转子，并且所述台定位成可以以非接触方式沿着所述主罩盖的边缘表面运动，

因而所述往复运动装置通过所述线性电动机定子和所述线性电动机转子的相互作用往复运动。

11.根据权利要求9所述的线性电动机引导装置，其特征在于，所述往复运动装置包括：

刻度头，该刻度头的一侧沿着所述主基座的所述向上伸出隔离件以及结合在所述向上伸出隔离件上的预定形状的刻度可滑动地运动，借此测量行程；以及

刻度盘，该刻度盘与所述刻度头的顶部一体联接，并且该刻度盘在其一端处通过固定装置固定至所述台的一侧。

12.根据权利要求1和3中任一项所述的线性电动机引导装置，其特征在于，四个止动块定位在所述主基座的各个角部处，所述止动块通过固定装置固定至所述主基座，并且还通过固定装置固定至相应的侧罩盖，

从而各个止动块的彼此面对的端部具有突出的缓冲部。

13.根据权利要求10所述的线性电动机引导装置，其特征在于，在所述主基座上与所述LM滑块一起安装有多个用于感测所述往复运动装置的位置的传感器，所述传感器沿着所述往复运动装置的运动方向排列在所述主基座的预定部位处。

14.根据权利要求10所述的线性电动机引导装置，其特征在于，所述主基座包括固定装置以及在所述LM滑块处形成的螺栓联接部件，所述固定装置包括在所述主基座的底部处形成的内螺纹孔部件，从而选择这些部件以向上或向下地使所述线性电动机引导装置与外部装置固定。

15.根据权利要求1和3中任一项所述的线性电动机引导装置，其特征在于，在所述主罩盖的侧端上形成有台阶形贯通孔。

16.根据权利要求10所述的线性电动机引导装置，其特征在于，在所述台的侧面处贯穿地形成有流油通道，每一流油通道与安装至所述主基座的所述LM滑块互相连接，所述流油通道包括供油接口。

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