CN105290805A - 并联x-y工作台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种并联X-Y工作台，包括动工作平台、X方向滚动直线导轨副机构、Y方向滚动直线导轨副机构；所述动工作平台设置在静工作平台上，所述静工作平台设置在基座上，所述X方向滚动直线导轨副机构、Y方向滚动直线导轨副机构分别设置在X方向导轨底座和Y方向导轨底座上，所述X方向滚动直线导轨副机构、Y方向滚动直线导轨副机构分别与动工作平台连接。本发明使动气浮平台在一个平面内实现X-Y方向的移动，充分发挥了气体的误差均化效果，提高运动精度；采用气缸作为驱动部件，大大降低成本，且将气缸安装在动气浮平台两相邻侧面，动气浮平台随气缸活塞杆的线性移动而实现X-Y方向的移动；以滚动直线导轨副作为导向机构，导向简单，易于控制。

Description

并联X-Y工作台
技术领域
本发明属于运动平台技术领域，具体涉及一种并联X-Y工作台。
背景技术
并联平台是一种典型的并联机构,与传统的串联机构相比,具有结构刚度大、承载能力强、定位精度高等优点，广泛应用于微操作机器人、生物医学、精密加工等领域。
现有大部分运动平台利用旋转电机—滚珠丝杠的驱动，滚动导轨支承的方式，旋转电机的旋转运动通过丝杠传动环节转换成X-Y定位平台的直线运动方式，在此过程存在着中间装换装置，这就必然地存在环节长、惯量大和摩擦大等问题，影响精度。较先进一些的运动平台，采用直线电机驱动，将驱动直线电机放置在基座上，减小运动惯量，但制造成本较高，并且，现有的并联平台的一个弱点就是没有充分发挥气体的误差均化作用，从而限制了运动精度的进一步提高。
现有技术中运动平台为一个方向的直线运动，就算是两个方向的运动，也不是动平台在一个共同基准面上实现X-Y运动，所以误差均化效果不明显。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种并联X-Y工作台。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种并联X-Y工作台，该工作台包括动工作平台、X方向滚动直线导轨副机构、Y方向滚动直线导轨副机构；所述动工作平台设置在静工作平台上，所述静工作平台设置在基座上，所述X方向滚动直线导轨副机构、Y方向滚动直线导轨副机构分别设置在X方向导轨底座和Y方向导轨底座上，所述X方向滚动直线导轨副机构的导轨滑块的顶端面与X方向薄板连接件的一端刚性连接，所述X方向薄板连接件的另一端与X方向矩形套筒刚性连接，所述X方向矩形套筒与X方向气缸非刚性连接，所述X方向气缸通过X方向螺栓与动工作平台刚性连接；所述Y方向滚动直线导轨副机构的导轨滑块的顶端面与Y方向薄板连接件的一端刚性连接，所述Y方向薄板连接件的另一端与Y方向矩形套筒刚性连接，所述Y方向矩形套筒与Y方向气缸非刚性连接，所述Y方向气缸通过Y方向螺栓与动工作平台刚性连接;所述X方向导轨底座和Y方向导轨底座上分别设置X方向位移检测装置光栅尺和Y方向位移检测装置光栅尺;
所述X方向气缸的缸筒嵌套在X方向矩形套筒内，所述X方向矩形套筒的上下两个内表面均与X方向气缸的缸筒外表面无接触，所述X方向矩形套筒的其余两个内表面均与X方向气缸的缸筒外表面相接触；
所述Y方向气缸的缸筒嵌套在Y方向矩形套筒内，所述Y方向矩形套筒的上下两个内表面均与Y方向气缸的缸筒外表面无接触，所述Y方向矩形套筒的其余两个内表面均与Y方向气缸的缸筒外表面相接触。
上述方案中，所述X方向薄板连接件与X方向滚动直线导轨副机构在X方向上共线，均与X方向气缸缸体保持垂直，所述X方向气缸的活塞杆的运动方向与X向垂直。
上述方案中，所述Y方向薄板连接件与Y方向滚动直线导轨副机构在Y方向上共线，均与Y方向气缸缸体保持垂直，所述Y方向气缸的活塞杆的运动方向与Y向垂直。
上述方案中，所述X方向位移检测装置光栅尺与X方向滚动直线导轨副机构保持在X方向上平行，并且所述X方向位移检测装置光栅尺的光栅读数头与X方向滚动直线导轨副机构的导轨滑块的侧面刚性连接；所述X方向导轨底座刚性连接固定于基座上。
上述方案中，所述Y方向位移检测装置光栅尺与Y方向滚动直线导轨副机构保持在Y方向上平行，并且所述Y方向位移检测装置光栅尺的光栅读数头与Y方向滚动直线导轨副机构的导轨滑块的侧面刚性连接；所述Y方向导轨底座刚性连接固定于基座上。
上述方案中，所述X方向气缸和Y方向气缸分别刚性连接在动工作平台的相邻两侧面上，且缸体与所连接面保持平行关系。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的运动气浮平台能够在一个共同基准面上实现X-Y方向运动，所以气体的误差均化效果比较明显，也就是说动气浮平台在一个共同基准面上运动，是能够显著提高误差均化效果的，充分发挥了气体的误差均化效果，提高运动精度。
本发明采用气缸作为驱动部件，大大降低成本，且将气缸安装在动气浮平台两相邻侧面，动气浮平台随气缸活塞杆的线性移动而实现X-Y方向的移动；以滚动直线导轨副作为导向机构，导向简单，易于控制。
本发明排除了动工作气浮平台其他方向的干扰力，充分提高动工作气浮平台的运动精度，实现高精度运行。
附图说明
图1为本发明实施例提供一种并联X-Y工作台的结构示意图；
图2为本发明实施例提供一种并联X-Y工作台的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例提供一种并联X-Y工作台的X方向驱动部分的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明实施例提供一种并联X-Y工作台，如图1、2所示，该工作台包括动工作平台3、X方向滚动直线导轨副机构13、Y方向滚动直线导轨副机构10；所述动工作平台3设置在静工作平台2上并且相应边互相平行，所述静工作平台2设置在基座1上并且相应边互相平行，所述X方向滚动直线导轨副机构13、Y方向滚动直线导轨副机构10分别设置在X方向导轨底座11和Y方向导轨底座9上，所述X方向滚动直线导轨副机构13的导轨滑块的顶端面与X方向薄板连接件14的一端刚性连接，所述X方向薄板连接件14的另一端与X方向矩形套筒15刚性连接，所述X方向矩形套筒15与X方向气缸16非刚性连接，所述X方向气缸16通过X方向螺栓17与动工作平台3刚性连接；所述Y方向滚动直线导轨副机构10的导轨滑块的顶端面与Y方向薄板连接件7的一端刚性连接，所述Y方向薄板连接件7的另一端与Y方向矩形套筒4刚性连接，所述Y方向矩形套筒4与Y方向气缸5非刚性连接，所述Y方向气缸5通过Y方向螺栓6与动工作平台3刚性连接;所述X方向导轨底座11和Y方向导轨底座9上分别设置X方向位移检测装置光栅尺12和Y方向位移检测装置光栅尺8。
所述X方向薄板连接件14与X方向滚动直线导轨副机构13在X方向上共线，均与X方向气缸16缸体保持垂直，所述X方向气缸16的活塞杆的运动方向与X向垂直。
Y方向与X方向构件连接状态相同，整体上，Y方向与X方向成布局。
所述Y方向薄板连接件7与Y方向滚动直线导轨副机构10在Y方向上共线，均与Y方向气缸5缸体保持垂直，所述Y方向气缸5的活塞杆的运动方向与Y向垂直。
所述X方向位移检测装置光栅尺12与X方向滚动直线导轨副机构13保持在X方向上平行，并且所述X方向位移检测装置光栅尺12的光栅读数头与X方向滚动直线导轨副机构13的导轨滑块的侧面刚性连接；所述X方向导轨底座11刚性连接固定于基座1上。
所述Y方向位移检测装置光栅尺8与Y方向滚动直线导轨副机构10保持在Y方向上平行，并且所述Y方向位移检测装置光栅尺8的光栅读数头与Y方向滚动直线导轨副机构10的导轨滑块的侧面刚性连接；所述Y方向导轨底座9刚性连接固定于基座1上。
所述X方向气缸16和Y方向气缸5分别刚性连接在动工作平台3的相邻两侧面上，且缸体与所连接面保持平行关系。
如图3所示，所述X方向气缸16的缸筒嵌套在X方向矩形套筒15内，所述X方向矩形套筒15的上下两个内表面均与X方向气缸16的缸筒外表面无接触，所述X方向矩形套筒15的其余两个内表面均与X方向气缸16的缸筒外表面相接触。
所述Y方向气缸5的缸筒嵌套在Y方向矩形套筒4内，所述Y方向矩形套筒4的上下两个内表面均与Y方向气缸5的缸筒外表面无接触，所述Y方向矩形套筒4的其余两个内表面均与Y方向气缸5的缸筒外表面相接触。
本发明的工作过程：
当X方向气缸16的活塞杆往复运动时，会带动X方向滚动直线导轨副机构10的直线往复运动，从而使动工作平台3在静工作平台2上实现Y方向的往复运动，同理，所述Y方向气缸5及Y方向滚动直线导轨副机构13的往复运动，能够实现动工作平台在X方向的往复运动。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种并联X-Y工作台，该工作台包括动工作平台（3）、X方向滚动直线导轨副机构（13）、Y方向滚动直线导轨副机构（10）；所述动工作平台（3）设置在静工作平台（2）上，所述静工作平台（2）设置在基座（1）上，所述X方向滚动直线导轨副机构（13）、Y方向滚动直线导轨副机构（10）分别设置在X方向导轨底座（11）和Y方向导轨底座（9）上，所述X方向滚动直线导轨副机构（13）的导轨滑块的顶端面与X方向薄板连接件（14）的一端刚性连接，所述X方向薄板连接件（14）的另一端与X方向矩形套筒（15）刚性连接，所述X方向矩形套筒（15）与X方向气缸（16）非刚性连接，所述X方向气缸（16）通过X方向螺栓（17）与动工作平台（3）刚性连接；所述Y方向滚动直线导轨副机构（10）的导轨滑块的顶端面与Y方向薄板连接件（7）的一端刚性连接，所述Y方向薄板连接件（7）的另一端与Y方向矩形套筒（4）刚性连接，所述Y方向矩形套筒（4）与Y方向气缸（5）非刚性连接，所述Y方向气缸（5）通过Y方向螺栓（6）与动工作平台（3）刚性连接;所述X方向导轨底座（11）和Y方向导轨底座（9）上分别设置X方向位移检测装置光栅尺（12）和Y方向位移检测装置光栅尺（8）;
所述X方向气缸（16）的缸筒嵌套在X方向矩形套筒（15）内，所述X方向矩形套筒（15）的上下两个内表面均与X方向气缸（16）的缸筒外表面无接触，所述X方向矩形套筒（15）的其余两个内表面均与X方向气缸（16）的缸筒外表面相接触；
所述Y方向气缸（5）的缸筒嵌套在Y方向矩形套筒（4）内，所述Y方向矩形套筒（4）的上下两个内表面均与Y方向气缸（5）的缸筒外表面无接触，所述Y方向矩形套筒（4）的其余两个内表面均与Y方向气缸（5）的缸筒外表面相接触。
2.根据权利要求1所述的并联X-Y工作台，其特征在于：所述X方向薄板连接件（14）与X方向滚动直线导轨副机构（13）在X方向上共线，均与X方向气缸（16）缸体保持垂直，所述X方向气缸（16）的活塞杆的运动方向与X向垂直。
3.根据权利要求1或2所述的并联X-Y工作台，其特征在于：所述Y方向薄板连接件（7）与Y方向滚动直线导轨副机构（10）在Y方向上共线，均与Y方向气缸（5）缸体保持垂直，所述Y方向气缸（5）的活塞杆的运动方向与Y向垂直。
4.根据权利要求3所述的并联X-Y工作台，其特征在于：所述X方向位移检测装置光栅尺（12）与X方向滚动直线导轨副机构（13）保持在X方向上平行，并且所述X方向位移检测装置光栅尺（12）的光栅读数头与X方向滚动直线导轨副机构（13）的导轨滑块的侧面刚性连接；所述X方向导轨底座（11）刚性连接固定于基座（1）上。
5.根据权利要求4所述的并联X-Y工作台，其特征在于：所述Y方向位移检测装置光栅尺（8）与Y方向滚动直线导轨副机构（10）保持在Y方向上平行，并且所述Y方向位移检测装置光栅尺（8）的光栅读数头与Y方向滚动直线导轨副机构（10）的导轨滑块的侧面刚性连接；所述Y方向导轨底座（9）刚性连接固定于基座（1）上。
6.根据权利要求5所述的并联X-Y工作台，其特征在于：所述X方向气缸（16）和Y方向气缸（5）分别刚性连接在动工作平台（3）的相邻两侧面上，且缸体与所连接面保持平行关系。
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