CN106104030B - 运动引导装置 - Google Patents

Abstract

该运动引导装置(1)具备：轨道体，其沿长边方向延伸；移动体(20)，其安装在轨道体上，且能够沿着轨道体移动；编码器刻度尺，其沿着长边方向配置在轨道体上；传感器(50)，其与编码器刻度尺对置配置；以及保持件(60)，其配置在移动体(20)的长边方向的端面，且从轨道体的宽度方向收纳传感器(50)，以使传感器(50)与编码器刻度尺对置的方式对传感器(50)进行保持。

Description

运动引导装置

技术领域

本发明涉及一种运动引导装置。

本申请基于2014年3月14日向日本提出申请的特愿2014-051590号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

线性引导件(运动引导装置)具备轨道导轨、滑块以及滚珠(或者滚子)。在轨道导轨与滑块之间形成有循环路径。通过滚珠在该循环路径内循环(滚行)，使得轨道导轨与滑块相对运动(移动)。

作为线性引导件的驱动源，可以列举滚珠丝杠、缆绳、传送带、线性电动机等。例如，在驱动源为滚珠丝杠、缆绳、传送带的情况下，通常使用利用步进电动机的半闭环控制。然而，在要求比以往更高的定位精度的情况下，需要设置线性编码器，而需要使用利用该线性编码器的闭环控制。

例如，在驱动源为线性电动机的情况下，为了检测沿着轨道导轨设置的磁铁部与设置在滑块上的线圈部的相对位置，而将线性编码器的编码器刻度尺(encoder scale)设置在轨道导轨上，将线性编码器的传感器设置在滑块上。

为了可靠地检测磁铁部与线圈部的相对位置，必须相对于线性引导件准确地设置线性编码器。然而，相对于线性引导件准确地设置之后追加的线性编码器并不容易。对此，提出了将线性编码器预先配置在线性引导件上的结构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4441525号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在以往的线性引导件中，相对于滑块的端面，从轨道导轨的长边方向安装传感器。而且，在滑块的载置面(外表面)上固定有各种构件(载置构件)。

传感器配置在轨道导轨与载置构件之间的微小的间隙(空间)内，因此在传感器产生不良状况的情况下，若不取下载置构件，则无法进行传感器的维护。然而，在载置构件为重量物等的情况下，载置构件的取下、再安装会消耗时间和成本。也存在载置构件的取下、再安装明显困难的情况。

因此，以往的线性引导件存在传感器的维护性较差的问题。

另外，在以往的线性引导件中，需要在将传感器安装在滑块上的状态下进行载置构件的安装。因此，存在产生传感器的连接线缆断线等不良状况的可能性。

因此，在以往的线性引导件中存在传感器的组装性较差的问题。

本发明提出一种编码器的组装性、维护性优异的运动引导装置。

用于解决课题的手段

根据本发明的第一方式，运动引导装置具备：轨道体，其沿长边方向延伸；移动体，其安装在所述轨道体上，且能够沿着所述轨道体移动；编码器刻度尺，其沿着所述长边方向配置在所述轨道体上；传感器，其与所述编码器刻度尺对置配置；以及保持件，其配置在所述移动体的所述长边方向的端面，且从所述轨道体的宽度方向收纳所述传感器，并且以使所述传感器与所述编码器刻度尺对置的方式对所述传感器进行保持。

根据本发明的第二方式，所述保持件也可以具备在所述轨道体的宽度方向上对所述传感器进行引导的引导部。

根据本发明的第三方式，所述保持件也可以具备在所述宽度方向上对所述传感器进行定位的保持部。

根据本发明的第四方式，所述保持部也可以具备对所述传感器进行吸附保持的磁铁部。

根据本发明的第五方式，所述磁铁部也可以能够沿所述宽度方向改变位置。

根据本发明的第六方式，本发明的第一至第五方式所涉及的运动引导装置可以还具备防尘密封件，所述防尘密封件配置在所述保持件的所述长边方向的端面而防止异物向所述轨道体与所述移动体之间侵入。

发明效果

上述的运动引导装置中，保持件从轨道体的宽度方向收纳传感器，且使传感器与编码器刻度尺对置地保持传感器，因此能够与编码器刻度尺的位置相匹配地自由地配置传感器，并且不取下移动体上固定的载置构件便能够进行传感器的维护。本发明所涉及的运动引导装置能够在将载置构件安装于移动体后安装编码器，因此组装性优异。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的线性引导件的立体图。

图2A是表示本发明的实施方式所涉及的线性引导件的主视图。

图2B是表示本发明的实施方式所涉及的线性引导件的侧视图。

图2C是表示本发明的实施方式所涉及的线性引导件的俯视图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的引导部的立体局部剖视图。

图4A是表示本发明的实施方式所涉及的保持件以及传感器的立体图，且是表示安装有盖的状态的图。

图4B是表示本发明的实施方式所涉及的保持件以及传感器的立体图，且是表示取下了盖的状态的图。

图5A是表示本发明的实施方式所涉及的保持件以及传感器的右视图。

图5B是表示本发明的实施方式所涉及的保持件以及传感器的俯视图。

图5C是表示本发明的实施方式所涉及的保持件以及传感器的左视图。

图5D是表示本发明的实施方式所涉及的保持件以及传感器的主视图。

图6是表示相对于保持件装卸本发明的实施方式所涉及的传感器的步骤的立体图。

图7A是表示相对于保持件装卸本发明的实施方式所涉及的传感器的装卸步骤的图，且是表示未安装状态的图。

图7B是表示相对于保持件装卸本发明的实施方式所涉及的传感器的装卸步骤的图，且是表示安装状态的图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式所涉及的线性引导件1进行说明。

图1是表示本发明的实施方式所涉及的线性引导件1的立体图。

图2A是表示线性引导件1的主视图。图2B是表示线性引导件1的侧视图。图2C是表示线性引导件1的俯视图。

将轨道导轨10的长边方向(滑块20的移动方向)称为Y方向(长边方向)。将朝向Y方向的面等称为端面、端部。

将轨道导轨10与滑块20重合的方向称为Z方向(高度方向)。有时将+Z方向称为上，将-Z方向称为下。

将与Y方向以及Z方向垂直的方向称为X方向(宽度方向)。有时将+X方向称为右，将-X方向称为左。将朝向X方向的面等称为侧面。

线性引导件(运动引导装置)1具备引导部2与位置检测部3等。

引导部2具备轨道导轨10与滑块20等，滑块20沿着轨道导轨10顺畅地移动。

在滑块20的上表面(外表面)20a能够安装与滑块20一起移动的载置构件。

位置检测部3具备由编码器刻度尺40与传感器50构成的线性磁性编码器4，而对轨道导轨10与滑块20的相对位置进行检测。

位置检测部3配置于滑块20的+Y方向的端面20s。位置检测部3具备用于将传感器50向滑块20安装的保持件60。

在滑块20的-Y方向的端面20s与保持件60的+Y方向的端面60s分别安装有防尘密封件5。防尘密封件5形成为横跨轨道导轨10的鞍形状。防尘密封件5防止异物向轨道导轨10与滑块20之间侵入。

图3是表示引导部2的立体局部剖视图。图3中，省略了编码器刻度尺40以及非磁性体盖15地进行图示。

轨道导轨(轨道体)10在与Y方向垂直的剖面内形成为大致矩形，且是在Y方向上延伸的金属制的构件。

在轨道导轨10的外表面中的朝向宽度方向(X方向)的一对侧面10c分别形成有沿着长边方向(Y方向)的滚子滚行面11。轨道导轨10上设有四个滚子滚行面11。

在轨道导轨10的上表面(外表面)10a，沿Y方向空出间隔地形成有多个沿Z方向贯通的螺栓安装孔12。多个螺栓安装孔12形成在上表面10a的宽度方向的中央。

轨道导轨10通过穿过螺栓安装孔12的螺栓(未图示)固定在基座构件等(未图示)。

在轨道导轨10的上表面10a埋设有编码器刻度尺40(参照图1)。而且，在轨道导轨10，以覆盖上表面10a与编码器刻度尺40的方式安装有非磁性体盖15(参照图1)。

滑块(移动体)20具备块主体21与一对盖体28。块主体21与盖体28分别形成为横跨轨道导轨10的鞍形状。

一对盖体28安装在块主体21的Y方向的两端面。一对盖体28中的配置于+Y方向的盖体28上还重叠地安装有保持件60。

在滑块20上形成有与轨道导轨10的滚子滚行面11对置的滚子滚行面22。在滑块20上形成有包含滚子滚行面22的无限循环路23。在滑块20上形成有四个无限循环路23。

无限循环路23由负载滚子滚行路24、滚子返回路25以及一对方向转换路26构成。

负载滚子滚行路24由滚子滚行面22与滚子滚行面11形成。滚子返回路25在块主体21的内部以相对于滚子滚行面22平行地延伸的方式形成。方向转换路26形成为将负载滚子滚行路24与滚子返回路25连接的U字状。方向转换路26形成在盖体28上。

无限循环路23中收纳、排列有多个滚子(滚动体)30。

在使轨道导轨10相对于滑块20移动时，夹设于轨道导轨10的滚子滚行面11与滑块20的滚子滚行面22之间(负载滚子滚行路24)的多个滚子30滚动运动。

多个滚子30滚动至负载滚子滚行路24的一端，被导入方向转换路26。并且，多个滚子30在经过了滚子返回路25以及方向转换路26后返回负载滚子滚行路24。

通过在轨道导轨10与滑块20之间夹设多个滚子30，从而减小了使滑块20相对于轨道导轨10沿Y方向移动时的阻力。

图4A是表示保持件60以及传感器50的立体图，且表示安装有盖67、68的状态。图4B是表示保持件60以及传感器50的立体图，且表示取下了盖67、68的状态。

图5A是表示保持件60以及传感器50的右侧视图。图5B是表示保持件60以及传感器50的俯视图。图5C是表示保持件60以及传感器50的左视图。图5D是表示保持件60以及传感器50的主视图。

位置检测部3具备保持件60以及传感器50。

线性磁性编码器4由编码器刻度尺40以及传感器50构成。该线性磁性编码器4例如具有1μm左右的分辨率。

编码器刻度尺40由细长的矩形的磁性体构成。编码器刻度尺40埋设在轨道导轨10的上表面10a。在编码器刻度尺40的上表面40a，N极与S极交替以恒定的间距(例如2mm)磁化。

在轨道导轨10的上表面10a，沿着轨道导轨10形成有与编码器刻度尺40的剖面形状大致相同的形状的槽。为了避开螺栓安装孔12，将该槽配置在轨道导轨10的上表面10a中的宽度方向的右侧或者左侧。

为了避免编码器刻度尺40的上表面40a相对于轨道导轨10的上表面10a产生高低差，而使面彼此共面。编码器刻度尺40的上表面40a在轨道导轨10的上表面10a露出。

轨道导轨10的上表面10a上安装有非磁性体盖15。非磁性体盖15例如由树脂等构成，而覆盖轨道导轨10的上表面10a与编码器刻度尺40的上表面40a。

通过由非磁性体盖15覆盖编码器刻度尺40的上表面40a，从而例如可以对编码器刻度尺40进行保护，以免切削屑、冷却液等附着在编码器刻度尺40上。

传感器50是具有MR元件的传感器。传感器50通过MR元件52检测编码器刻度尺40的上表面40a的磁性。传感器50通过沿着编码器刻度尺40相对移动来输出正弦波信号。

传感器50检测到的信号能够适用于各种用途。

例如，在通过线性电动机驱动引导部2的情况下，传感器50的检测信号经由信号处理部向电动机驱动器发送。该电动机驱动器根据来自用户终端的位置指令，控制向线性电动机的线圈部供给的电流，以使滑块20移动至指令位置。这样，能够进行驱动引导部2的线性电动机的控制。

传感器50具备通过树脂成形而成的矩形平板形状的传感器主体51。在传感器主体51的内部埋设有MR元件52。MR元件52配置在传感器50的传感器主体51的大致中央。

在传感器主体51的Y方向的两端面50s(参照图4B以及图5C)分别形成有沿着X方向的突起部55。突起部(端部)55的剖面形状形成为矩形。

在传感器主体51的右侧(+X方向)的侧面50c埋设有铁片等磁性体53。在传感器主体51的左侧(-X方向)的侧面50c连接有与MR元件52相连的电缆54。

保持件60是用于将传感器50安装于滑块20的构件。保持件60安装在滑块20的盖体28的+Y方向的端面20s。

保持件60在从Y方向观察时形成为与盖体28大致相同的形状。即，保持件60形成为横跨轨道导轨10的鞍形状。保持件60的Y方向上的厚度形成得比盖体28的Y方向上的厚度厚。

保持件60具备树脂制的保持件主体61、两个侧面盖67以及上面盖68。

两个侧面盖67覆盖保持件主体61的两侧面61c。上面盖68覆盖保持件主体61的上表面61a。

保持件主体61具有一对鞍形部62与一对连结部63，它们一体成形。

鞍形部62是配置在Y方向的两侧的鞍形平板状的部位。连结部63是从鞍形部62的下部沿Y方向延伸而将鞍形部62彼此连结的部位。保持件主体61通过一对鞍形部62与一对连结部63形成为框架形状。

侧面盖67以及上面盖68由矩形的板金构成。侧面盖67与保持件主体61的侧面61c密接。上面盖68与保持件主体61(一对鞍形部62)的上表面61a密接。

在保持件主体61的鞍形部62彼此之间设有收纳传感器50的收纳部64。收纳部64形成为保持件主体61中的与轨道导轨10的上表面10a(编码器刻度尺40的上表面40a)对置的部分(空间)。

轨道导轨10的上表面10a在收纳部64的-Z方向上露出，在+Z方向上配置有上面盖68。在收纳部64的+X方向以及-X方向上分别配置有侧面盖67。

鞍形部62彼此的间隔(Y方向的距离)比传感器50的Y方向上的长度略短。在鞍形部62彼此相向的内表面分别形成有沿着X方向的槽(引导部)65。槽65的剖面形状形成为矩形。传感器50的突起部55嵌入该槽65中。

即，通过分别将传感器50的两端面50s的突起部55嵌入保持件主体61的槽65，从而将传感器50收纳于保持件60的收纳部64。

在将传感器50收纳于收纳部64时，MR元件52会与轨道导轨10的上表面10a隔着微小的间隙地对置配置。

槽65遍及保持件主体61(鞍形部62)的宽度方向(X方向)的全长地形成。即，收纳部64以沿X方向贯穿保持件主体61的方式形成。换言之，收纳部64在保持件主体61的X方向的两侧开口。因此，传感器50相对于保持件60的收纳部64，被从宽度方向的两侧(+X方向，-X方向)收纳。

在将突起部55嵌入槽65时，形成突起部55的三个外表面与形成槽65的三个内表面分别抵接。例如，朝向-Y方向的突起部55的三个外表面(朝向-Y方向的外表面55s、朝向+Z方向的外表面55a、朝向-Z方向的外表面55b)与朝向+Y方向的槽65的三个内表面(朝向+Y方向的内表面65s、朝向+Z方向的内表面65a、朝向-Z方向的内表面65b)分别抵接。

因此，传感器50无法相对于保持件60(保持件主体61)沿Y方向以及Z方向移动。另外，传感器50无法相对于保持件60向围绕X方向的方向、围绕Y方向的方向以及围绕Z方向的方向旋转。

另一方面，传感器50在突起部55嵌入槽65的状态下能够相对于保持件60沿X方向移动。

像这样，保持件60的收纳部64在除X方向以外的方向上将传感器50定位、保持。即，保持件60的收纳部64具备将突起部55嵌入槽65而成的嵌合部71，且在除X方向以外的方向对传感器50进行定位保持。

另外，保持件60的收纳部64具备在X方向上将传感器50定位保持的保持部72。保持部72具备对传感器50进行吸附保持的磁铁部66。

在传感器50的传感器主体51中埋设有磁性体53。磁铁部66对该磁性体53进行吸附保持，从而抑制传感器50的X方向上的移动。

在收纳部64内磁铁部66对传感器50进行吸附保持时，MR元件52与编码器刻度尺40的上表面40a隔着微小的间隙地对置配置。

磁铁部66配置在收纳部64内。磁铁部66安装在上面盖68的下表面68b。通过将上面盖68安装在保持件主体61(鞍形部62)的上表面61a，从而将磁铁部66配置在收纳部64内。

在上面盖68设有用于安装磁铁部66的螺纹孔69。通过改变螺纹孔69的X方向上的位置，能够改变收纳部64中的磁铁部66的X方向上的位置。当改变磁铁部66的X方向上的位置时，收纳部64中的传感器50的X方向上的位置改变。

图6是表示相对于保持件60装卸传感器50的步骤的立体图。

图7A是表示相对于保持件60装卸传感器50的装卸步骤的图，且表示未安装状态。图7B是表示相对于保持件60装卸传感器50的装卸步骤的图，且表示安装状态。

在相对于保持件60安装传感器50时，取下在保持件主体61的侧面61c上安装的侧面盖67。在磁铁部66配置在保持件主体61的-X方向侧的情况下，取下在保持件主体61的+X方向的侧面61c上安装的侧面盖67。

由此，收纳部64在保持件主体61的+X方向的侧面61c露出(开口)。

接下来，将传感器50插入收纳部64。将传感器50的两端面50s的突起部55分别嵌入保持件主体61的槽65。然后，使传感器50相对于保持件主体61向-X方向移动。传感器50的突起部55与保持件主体61的槽65滑动接触，而沿X方向引导传感器50。

然后，当在收纳部64中收纳有传感器50时，传感器50会被磁铁部66吸附保持。以传感器50的侧面50c与磁铁部66抵接的状态收纳于收纳部64内。

最后，将取下的侧面盖67安装在保持件主体61上。

由此，向保持件60安装传感器50的工作结束。

在从保持件60取下传感器50时，按照与安装步骤相反的步骤进行。

像这样，本发明的实施方式所涉及的线性引导件1具备保持件60，该保持件60配置在滑块20的Y方向的端面上，从X方向收纳传感器50，且以使该传感器50与编码器刻度尺对置方式保持该传感器50。因此，能够从保持件60(保持件主体61)的侧面61c安装、取下传感器50。因此，即使在传感器50产生不良状况的情况下，即便不从滑块20取下载置构件，也能够进行传感器50的维护。

保持件60具备沿X方向引导传感器50的槽65，因此能够容易且可靠地将传感器50配置在与编码器刻度尺对置的位置。

槽65将传感器50在Y方向与Z方向上定位，因此可以可靠地进行传感器50的Y方向与Z方向上的定位。

由于保持件60具备沿X方向定位传感器50的保持部72，因此可以可靠地进行传感器50的X方向上的定位。

由于保持部72具备对传感器50进行吸附保持的磁铁部66，因此可以可靠地进行传感器50的X方向上的定位。

例如，即使对滑块20施加振动，而使得传感器50从磁铁部66脱离，由于磁铁部66吸引传感器50，因此磁铁部66会再次对传感器50进行保持。像这样，由于保持部72不会像螺钉那样因振动而松动，因此可以可靠地进行传感器50的定位。

由于能够改变磁铁部66的X方向上的位置，因此能够将传感器50(MR元件52)与编码器刻度尺40对置配置。因此，能够使线性磁性编码器4可靠地动作。

例如，在改变了轨道导轨10上的编码器刻度尺40的X方向的设置位置的情况下，也能够容易将传感器50与编码器刻度尺40对置配置。

在保持件60的+Y方向的端面60s配置有防尘密封件5。因此，例如防止了切削屑的异物向传感器50与编码器刻度尺40之间侵入。因此，能够使线性磁性编码器4不受异物的影响而可靠地动作。

线性引导件1适用于各种用途，因此准备了大型或小型的型号。因此，保持件60形成为与轨道导轨10以及滑块20的宽度尺寸对应的形状(宽度尺寸)。即，保持件60可以根据线性引导件1的宽度尺寸来调节(变更)收纳部64(槽65)、上面盖68等X方向上的长度。

大型或小型的型号的线性引导件1中的保持件60也具备嵌合部71与保持部72，因此也可以得到上述的效果。保持件60能够通过对磁铁部66的X方向上的位置进行调节，而将传感器50(MR元件52)与编码器刻度尺40对置配置。

在上述的实施方式中所示的各构成构件的各种形状或组合等为一例，在不脱离本发明的主旨的范围内基于设计要求等能够进行各种变更。

不局限于在传感器50的两端面50s分别设置突起部55的情况。例如，也可以是保持件60的一对槽65与传感器50的端面50s、上表面以及下表面滑动接触的情况。

也可以在传感器50的两端面50s设置槽，在保持件60设置一对突起部，而使传感器50与保持件60嵌合。

也可以在上面盖68上沿着X方向空出恒定间隔地设置多个螺纹孔69。

通过使用多个螺纹孔69中的任一方，能够任意改变磁铁部66与传感器50的X方向上的位置。

也可以准备螺纹孔69的X方向上的位置不同的多个上面盖68。通过选择多个上面盖68中的任一方，能够任意地改变磁铁部66与传感器50的X方向上的位置。

也可以将螺纹孔69设为沿X方向延伸的长圆形的孔。由于能够使磁铁部66沿X方向滑动，因此能够任意地改变传感器50的X方向上的位置。

也可以取代滚子30而使用滚珠。线性引导件1也可以是不需要滚子30、滚珠的滑动引导装置。

位置检测部3不局限于具备线性磁性编码器4的情况，也可以是具备线性光学编码器(光学式编码器)的情况。

工业实用性

上述的运动引导装置中，保持件从轨道体的宽度方向收纳传感器，且使传感器与编码器刻度尺对置地保持传感器，因此能够与编码器刻度尺的位置相匹配地自由地配置传感器，并且不取下移动体上固定的载置构件便能够进行传感器的维护。本发明所涉及的运动引导装置能够在将载置构件安装于移动体后安装编码器，因此组装性优异。

附图标记说明

1 线性引导件(运动引导装置)

5 防尘密封件

10 轨道导轨(轨道体)

20 滑块(移动体)

20S 端面

40 编码器刻度尺

50 传感器

60 保持件

60s 端面

65 槽(引导部)

66 磁铁部

71 嵌合部

72 保持部

160、260 保持件

Claims (7)

1.一种运动引导装置，其具备：

轨道体，其沿长边方向延伸；

移动体，其安装在所述轨道体上，且能够沿着所述轨道体移动；

编码器刻度尺，其沿着所述长边方向配置在所述轨道体上；

传感器，其与所述编码器刻度尺对置配置；以及

保持件，其配置在所述移动体的所述长边方向的端面，且从所述轨道体的宽度方向收纳所述传感器，并且以使所述传感器与所述编码器刻度尺对置的方式对所述传感器进行保持，

所述保持件具备在所述轨道体的宽度方向且所述编码器刻度尺的宽度方向上对所述传感器以相对于所述保持件能够相对地改变位置的方式进行定位的保持部。

2.根据权利要求1所述的运动引导装置，其中，

所述保持件具备在所述轨道体的宽度方向上对所述传感器进行引导的引导部。

3.根据权利要求1所述的运动引导装置，其中，

所述保持部具备对所述传感器进行吸附保持的磁铁部。

4.根据权利要求3所述的运动引导装置，其中，

所述磁铁部能够在所述宽度方向上改变位置。

5.根据权利要求1或2所述的运动引导装置，其中，

所述运动引导装置还具备防尘密封件，所述防尘密封件配置在所述保持件的所述长边方向的端面而防止异物向所述轨道体与所述移动体之间侵入。

6.根据权利要求3所述的运动引导装置，其中，

所述运动引导装置还具备防尘密封件，所述防尘密封件配置在所述保持件的所述长边方向的端面而防止异物向所述轨道体与所述移动体之间侵入。

7.根据权利要求4所述的运动引导装置，其中，

所述运动引导装置还具备防尘密封件，所述防尘密封件配置在所述保持件的所述长边方向的端面而防止异物向所述轨道体与所述移动体之间侵入。