CN110912374A - 一种双驱龙门直线电机平台 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种双驱龙门直线电机平台，属于直线电机技术领域。该双驱龙门直线电机平台，包括：两个位于同一平面且平行设置的X轴模块以及垂直安装在两个所述X轴模块之间的Y轴模块；两个所述X轴模块的相向侧分别设置有侧板，所述Y轴模块的两端与两个所述X轴模块的侧板连接。在本申请实施例中，通过在两个X轴模块的相向侧分别安装侧板，以使Y轴模块与两个侧板连接，进而使得两个X轴模块以及Y轴模块位于同一平面上，与现有技术将Y轴模块安装在两个X轴模块上方相比，降低了整个双驱龙门直线电机平台的重心，减少运行时的振动，进而提高了整个双驱龙门直线电机平台的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种双驱龙门直线电机平台。
背景技术
目前常规的双驱龙门直线电机平台，设计上，大多包括两条并行设置在同一平面上的轨道，以及架设在两条轨道的上方龙门架。但是采用这样的设计使得整个双驱龙门直线电机平台的重心较高，运行过程中不稳定，可靠性差。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种双驱龙门直线电机平台，以改善上述“双驱龙门直线电机平台的重心较高，运行过程中不稳定，可靠性差”的问题。
本发明是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种双驱龙门直线电机平台，包括：两个位于同一平面且平行设置的X轴模块以及垂直安装在两个所述X轴模块之间的Y轴模块；两个所述X轴模块的相向侧分别设置有侧板，所述Y轴模块的两端与两个所述X轴模块的侧板连接。
在本申请中，通过在两个X轴模块的相向侧分别安装侧板，以使Y轴模块与两个侧板连接，进而使得两个X轴模块以及Y轴模块位于同一平面上，与现有技术将Y轴模块安装在两个X轴模块上方相比，降低了整个双驱龙门直线电机平台的重心，减少运行时的振动，进而提高了整个双驱龙门直线电机平台的稳定性和可靠性。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，在所述Y轴模块的侧壁设置有Y轴耐高温条，所述Y轴耐高温条上安装有Y轴光栅尺；两个所述X轴模块的相向侧设置有X轴耐高温条，两个所述X轴耐高温条均安装有X轴光栅尺。
目前的双驱龙门直线电机平台，常采用铝材作为光栅尺的安装底板，但是铝材易受环境温度影响，进而影响光栅尺的使用精度。而在本申请中，通过在Y轴模块的侧壁设置Y轴耐高温条以及在两个X轴模块的相向侧设置X轴耐高温条，解决了安装底板易受环境温度影响的问题，使得光栅尺不会受底板的影响变形，从而保障光栅尺的使用精度。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述Y轴耐高温条与所述X轴耐高温条均为大理石条。
由于大理石不导热，且温度变形系数极小，因此，在本申请中，充分利用大理石这一特性，通过设置大理石条，使得光栅尺不会受环境影响热胀冷缩，从而保障光栅尺的使用精度。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，每个所述X轴模块包括两条X轴滑轨、X轴直线电机、X轴滑动板；所述X轴滑动板与所述侧板连接，所述两条X轴滑轨上分别设置有滑块，所述X轴滑动板与所述滑块连接，所述X轴滑动板与所述X轴直线电机连接。
在本申请中，X轴滑动板与侧板连接，两条X轴滑轨上分别设置有滑块，X轴滑动板与滑块连接，X轴滑动板与直线电机连接，整体结构紧凑。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述X轴直线电机包括X轴动子以及X轴U型磁路，所述X轴动子位于所述X轴U型磁路上，所述X轴动子可在所述X轴U型磁路上运动，所述X轴动子与所述X轴滑动板连接。
在本申请中，X轴直线电机包括X轴动子以及X轴U型磁路。通过U型磁路的设计能够最小化磁力吸引带来的伤害。且采用U型磁路提升了推力系数，降低了振动。且U型磁路可组合形成，因此，设计人员可根据实际需求，组合形成所需长度的U型磁路。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述X轴U型磁路由4个磁钢模组组成，每个所述磁钢模组的长度为180毫米。
通常情况下，X轴模块的设计需要满足行程要求420毫米，而本申请中采用4个180毫米的磁钢模组的设计方案，当4个180毫米的磁钢模组减去自身线圈长度后能够最大程度的接近行程要求420毫米，使得整体组装尺寸最小。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，每个所述X轴模块还包括X轴拖链，所述X轴拖链与所述X轴滑动板连接。
在本申请中，通过X轴拖链实现了X轴滑动板的限位。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述Y轴模块包括两条Y轴滑轨、Y轴直线电机、Y轴滑动板；所述两条Y轴滑轨上分别设置有滑块，所述Y轴滑动板与所述滑块连接，所述Y轴滑动板与所述Y轴直线电机连接。
在本申请中，两条Y轴滑轨上分别设置有滑块，Y轴滑动板与滑块连接，Y轴滑动板与所述Y轴直线电机连接，整体结构紧凑。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述Y轴直线电机包括Y轴动子以及Y轴U型磁路，所述Y轴动子位于所述U型磁路上，所述Y轴动子可在所述Y轴U型磁路上运动，所述Y轴动子与所述Y轴滑动板连接。
在本申请中，Y轴直线电机包括Y轴动子以及Y轴U型磁路。U型磁路的设计能够最小化磁力吸引带来的伤害。且采用U型磁路提升了推力系数，降低了振动。且U型磁路可组合形成，因此，设计人员可根据实际需求，组合形成所需长度的U型磁路。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述Y轴U型磁路由2个磁钢模组组成，每个所述磁钢模组的长度为180毫米。
通常情况下，Y轴模块的设计需要满足行程要求200毫米，而本申请中采用2个180毫米的磁钢模组的设计方案，当2个180毫米的磁钢模组减去自身线圈长度后能够最大程度的接近行程要求200毫米，使得整体组装尺寸最小。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的在第一视角下的一种双驱龙门直线电机平台的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的一种X轴模块的结构示意图。
图3为本申请实施例提供的以中Y轴模块的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的在第二视角下的一种双驱龙门直线电机平台的结构示意图。
图5为本申请实施例提供的双驱龙门直线电机平台中的直线电机的运动方向的结构示意图。
图6为本申请实施例提供的一种双驱龙门直线电机的结构示意图。
图标：100-双驱龙门直线电机平台；10-X轴模块；11-侧板；12-X轴滑轨；13-X轴直线电机；131-X轴动子；132-X轴U型磁路；1321-磁钢模组；14-X轴滑动板；15-X轴耐高温条；16-X轴拖链；20-Y轴模块；21-Y轴滑轨；22-Y轴直线电机；23-Y轴滑动板；24-Y轴耐高温条；25-Y轴拖链；200-大理石平台；300-双驱龙门直线电机。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
目前常规的双驱龙门直线电机平台，设计上，大多包括两条并行设置在同一平面上的轨道，以及架设在两条轨道的上方龙门架。通常将两条在平面上的轨道称为X轴，将龙门架称为Y轴。Y轴上安装的直线电机可以在Y轴上运动，整个龙门架又可在X轴上运动。
但是采用上述的设计使得整个双驱龙门直线电机平台的重心较高，运行过程中不稳定，可靠性差。
鉴于上述问题，本申请发明人经过研究探索，提出以下实施例以解决上述问题。
请参考图1-图3，本申请实施例提供一种双驱龙门直线电机平台100，包括：两个位于同一平面且平行设置的X轴模块10以及垂直安装在两个X轴模块10之间的Y轴模块20。
两个X轴模块10的相向侧设置有侧板11，Y轴模块20的两端分别与两个X轴模块10的侧板11连接。Y轴模块20与X轴模块10位于同一平面。
可选地，Y轴模块20的两端分别与两个X轴模块10的侧板11的连接可以采用螺丝连接，比如在Y轴模块20的两端以及X轴模块10的侧板11上均设置有螺孔，通过螺丝穿过Y轴模块20上的螺孔以及X轴模块10上的螺孔进而实现Y轴模块20与X轴模块的侧板11的连接。当然，在其他实施例中，Y轴模块20的两端分别与两个X轴模块10的侧板11的连接还可以采用卡合的方式，对此，本申请不作限定。
在本申请实施例中，通过在两个X轴模块10的相向侧安装侧板11，以使Y轴模块20与两个侧板11连接，进而使得两个X轴模块10以及Y轴模块20位于同一平面上，与现有技术将Y轴模块20安装在两个X轴模块10上方相比，降低了整个双驱龙门直线电机平台100的重心，减少运行时的振动，进而提高了整个双驱龙门直线电机平台100的稳定性和可靠性。
下面对X轴模块的具体结构进行说明。需要说明的是，两个X轴模块10是对称设计的，因此，此处仅以其中一个X轴模块10进行介绍。下面以图1示出的右侧的X轴模块10进行介绍。
可选地，该X轴模块包括两条X轴滑轨12、X轴直线电机13以及X轴滑动板14。
需要解释的是，直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。
其中，两条X轴滑轨12、X轴直线电机13以及侧板11均位于X轴滑动板14的下方，X轴滑动板14与侧板11连接。侧板11设置在X轴模块10靠近Y轴模块20的一端(也即X轴模块10的内侧)。为了便于阐述，下面均将X轴模块10靠近Y轴模块20的一侧称为X轴模块10的内侧，将X轴模块10远离Y轴模块20的一侧称为X轴模块10的外侧。
于本申请实施例中，两条X轴滑轨12靠近X轴模块10的内侧，X轴直线电机13靠近X轴模块10的外侧。
可选地，在其他实施例中，也可以是两条X轴滑轨12靠近X轴模块10的外侧，X轴直线电机13靠近X轴模块10的内侧。
可选地，在其他实施例中，也可以是两条X轴滑轨12中的一条X轴滑轨12靠近X轴模块10的内侧，而另一条X轴滑轨12靠近X轴模块10的外侧，X轴直线电机13位于两条X轴滑轨12的中间。对于两条X轴滑轨12以及X轴直线电机13的设置位置，本申请不作限定。
其中，两条X轴滑轨12上分别设置有滑块，X轴滑动板14与该滑块连接。通过滑块的设置使得X轴滑动板14可以沿X轴滑轨12运动。
于本申请实施例中，滑块的数量为4个，也即每一个X轴滑轨12上设置有两个滑块，通过4个滑块支撑整个X轴滑动板14。当然，在其他实施例中，滑块的数量也可以是6个、8个，设计人员可以根据实际需求进行设定。因此，对于滑块的数量，本申请不作限定。
其中，X轴滑动板14与X轴直线电机13连接。
可选地，X轴直线电机13包括X轴动子131以及X轴U型磁路132，X轴动子131位于X轴U型磁路132的磁路上，X轴动子131可在X轴U型磁路132上移动，X轴动子131的位置刚好位于X轴U型磁路132的中心。其中，X轴动子131呈“工”字型(如图4所示出)。X轴动子131与X轴滑动板14连接，通过外部控制器控制X轴动子131运动，进而带动X轴滑动板14在X轴滑轨12上运动。
在本申请实施例中，通过上述U型磁路的设计能够最小化磁力吸引带来的伤害。且采用U型磁路提升了推力系数，降低了振动。另外，U型磁路可组合形成，因此，设计人员可根据实际需求，组合形成所需长度的U型磁路。
通常情况下，X轴模块10的设计需要满足行程要求420毫米，为了达到这一要求，于本申请实施例中，该X轴U型磁路132由4个磁钢模组1321组成，每一个磁钢模组1321中包括12个(6对)磁钢，每个磁钢模组1321的长度为180毫米。当4个180毫米的磁钢模组1321减去自身线圈长度后能够最大程度的接近行程要求420毫米，使得整体组装尺寸最小。
可选地，上述磁钢模组1321中的磁钢选用的型号是N48SH(即铷铁硼磁钢)。耐温80℃～100℃。
可选地，为了对X轴滑动板14进行限位，该X轴模块10还包括X轴拖链16，X轴拖链16与X轴滑动板14连接，X轴拖链16设置在X轴模块10的外侧。
作为又一种实施方式，该X轴模块可以只包括侧板、X轴滑轨以及X轴直线电机，侧板与X轴滑轨以及X轴直线电机连接。X轴直线电机直接带动侧板进行移动。因此，对于X轴模块的具体结构，本申请也不作限定。
目前的双驱龙门直线电机平台，常采用铝材作为光栅尺的安装底板，但是铝材易受环境温度影响，进而影响光栅尺的使用精度。因此，为了解决了安装底板易受环境温度影响的问题，从而保障光栅尺的使用精度，于本申请实施例中，在X轴模块10的内侧还设置有X轴耐高温条15，也即在两个X轴模块10的相向侧设置有X轴耐高温条15。将X轴耐高温条15作为X轴光栅尺的安装底板，将X轴光栅尺安装在X轴耐高温条15上。
可选地，X轴耐高温条15与X轴模块10的连接可以采用螺丝连接，也即在X轴耐高温条15与X轴模块10的内侧均设置有螺孔，将螺丝穿过X轴耐高温条15上的螺孔以及X轴模块10的内侧的螺孔进而实现X轴耐高温条15与X轴模块10的连接。
可选地，于本申请实施例中，X轴耐高温条15为大理石条。由于大理石条不导热，且温度变形系数极小，因此，在本申请实施例中，充分利用大理石这一特性，通过设置大理石条，将X轴光栅尺安装在大理石条上，使得X轴光栅尺不会受环境影响热胀冷缩，进而不影响光栅尺的使用精度。
当然，在其他实施例中，X轴耐高温条还可以采用陶瓷条等其他材质的耐高温条。对此，本申请不作限定。
请参阅图3，下面对Y轴模块20的具体结构进行说明。该Y轴模块20包括两条Y轴滑轨21、Y轴直线电机22以及Y轴滑动板23。
其中，两条Y轴滑轨21、Y轴直线电机22均位于Y轴滑动板23的下方。于本申请实施例中，Y轴直线电机22设置在两条Y轴滑轨21中间。
其中，两条Y轴滑轨21上分别设置有滑块，Y轴滑动板23与该滑块连接。通过滑块的设置使得Y轴滑动板23可以沿Y轴滑轨21运动。
于本申请实施例中，滑块的数量为4个，也即每一个Y轴滑轨21上设置有两个滑块，通过4个滑块支撑整个Y轴滑动板23。当然，在其他实施例中，滑块的数量也可以是6个、8个，设计人员可以根据实际需求进行设定。因此，对于滑块的数量，本申请不作限定。
其中，Y轴滑动板23与Y轴直线电机22连接。
可选地，Y轴直线电机22包括Y轴动子以及Y轴U型磁路，Y轴动子位于Y轴U型磁路的磁路上，Y轴动子可沿Y轴U型磁路移动，Y轴动子的位置刚好位于U型磁路的中心，其中，Y轴动子呈“工”字型。Y轴动子与Y轴滑动板连接，通过外部控制器控制Y轴动子运动，进而带动Y轴滑动板23在Y轴滑轨21上运动。需要说明的是，Y轴直线电机的结构与X轴直线电机的结构相同，相同部分互相参考即可，为了避免累赘，在此不作多个的阐述。
通常情况下，Y轴模块20的设计需要满足行程要求200毫米，为了达到这一要求，于本申请实施例中，该Y轴U型磁路由2个磁钢模组组成，每一个磁钢模组中包括12个(6对)磁钢，每个磁钢模组的长度为180毫米。当2个180毫米的磁钢模组减去自身线圈长度后能够最大程度的接近行程要求200毫米，使得整体组装尺寸最小。
可选地，上述磁钢模组中的磁钢选用的型号是N48SH(即铷铁硼磁钢)。耐温80℃～100℃。
可选地，为了对Y轴滑动板23进行限位，该Y轴模块20还包括Y轴拖链25，Y轴拖链25与Y轴滑动板23连接，Y轴拖链25设置在Y轴模块20的两侧。
目前的双驱龙门直线电机平台，常采用铝材作为光栅尺的安装底板，但是铝材易受环境温度影响，进而影响光栅尺的使用精度。因此，为了解决安装底板易受环境温度影响的问题，从而保障光栅尺的使用精度，于本申请实施例中，在Y轴模块20的侧壁还设置有Y轴耐高温条24。将Y轴耐高温条24作为Y轴光栅尺的安装底板，将Y轴光栅尺安装在Y轴耐高温条24上。
可选地，于本申请实施例中，Y轴耐高温条24为大理石条。由于大理石条不导热，且温度变形系数极小，因此，在本申请实施例中，充分利用大理石这一特性，通过设置大理石条，将Y轴光栅尺安装在大理石条上，使得Y轴光栅尺不会受环境影响热胀冷缩，进而不影响光栅尺的使用精度。
当然，在其他实施例中，Y轴耐高温条24还可以采用陶瓷条等其他材质的耐高温条。对此，本申请不作限定。
下面对整个双驱龙门直线电机平台100的运动方向进行说明，如图5所示，A1为Y轴模块中Y轴直线电机的移动方向。A2为X轴模块中X轴直线电机的移动方向。
综上所述，本申请实施例提供一种双驱龙门直线电机平台100，通过在两个X轴模块10的相向侧分别安装侧板11，以使Y轴模块20与两个侧板11连接，进而使得两个X轴模块10以及Y轴模块20位于同一平面上，与现有技术将Y轴模块20安装在两个X轴模块10上方相比，降低了整个双驱龙门直线电机平台100的重心，减少运行时的振动，进而提高了整个双驱龙门直线电机平台100的稳定性和可靠性。此外，通过在Y轴模块20的侧壁设置Y轴耐高温条24以及在两个X轴模块10的相向侧设置X轴耐高温条15，解决了安装底板易受环境温度影响的问题，使得光栅尺不会受底板的影响变形，影响使用精度。此外，X轴直线电机13包括X轴动子131以及X轴U型磁路132，Y轴直线电机22包括Y轴动子以及Y轴U型磁路。通过U型磁路的设计能够最小化磁力吸引带来的伤害。且采用U型磁路提升了推力系数，降低了振动。且U型磁路可组合形成，每一个磁钢模组的长度为180毫米，通过在X轴模块10设置4个180毫米的磁钢模组，Y轴模块20上设置2个180毫米的磁钢模组使得在平台行程要求的前提下，整体组装尺寸最小。
请参阅图6，基于同一构思，本申请实施例中还提供一种双驱龙门直线电机300，包括大理石平台200以及安装在大理石平台200上的如上述实施例所提供的双驱龙门直线电机平台100。
具体的，双驱龙门直线电机平台100中的两个X轴模块10安装在大理石平台上200。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双驱龙门直线电机平台，其特征在于，包括：两个位于同一平面且平行设置的X轴模块以及垂直安装在两个所述X轴模块之间的Y轴模块；两个所述X轴模块的相向侧分别设置有侧板，所述Y轴模块的两端与两个所述X轴模块的侧板连接。
2.根据权利要求1所述的双驱龙门直线电机平台，其特征在于，在所述Y轴模块的侧壁设置有Y轴耐高温条，所述Y轴耐高温条上安装有Y轴光栅尺；两个所述X轴模块的相向侧设置有X轴耐高温条，两个所述X轴耐高温条均安装有X轴光栅尺。
3.根据权利要求2所述的双驱龙门直线电机平台，其特征在于，所述Y轴耐高温条与所述X轴耐高温条均为大理石条。
4.根据权利要求1所述的双驱龙门直线电机平台，其特征在于，每个所述X轴模块包括两条X轴滑轨、X轴直线电机、X轴滑动板；所述X轴滑动板与所述侧板连接，所述两条X轴滑轨上分别设置有滑块，所述X轴滑动板与所述滑块连接，所述X轴滑动板与所述X轴直线电机连接。
5.根据权利要求4所述的双驱龙门直线电机平台，其特征在于，所述X轴直线电机包括X轴动子以及X轴U型磁路，所述X轴动子位于所述X轴U型磁路上，所述X轴动子可在所述X轴U型磁路上运动，所述X轴动子与所述X轴滑动板连接。
6.根据权利要求5所述的双驱龙门直线电机平台，其特征在于，所述X轴U型磁路由4个磁钢模组组成，每个所述磁钢模组的长度为180毫米。
7.根据权利要求4所述的双驱龙门直线电机平台，其特征在于，每个所述X轴模块还包括X轴拖链，所述X轴拖链与所述X轴滑动板连接。
8.根据权利要求1所述的双驱龙门直线电机平台，其特征在于，所述Y轴模块包括两条Y轴滑轨、Y轴直线电机、Y轴滑动板；所述两条Y轴滑轨上分别设置有滑块，所述Y轴滑动板与所述滑块连接，所述Y轴滑动板与所述Y轴直线电机连接。
9.根据权利要求8所述的双驱龙门直线电机平台，其特征在于，所述直线电机包括Y轴动子以及Y轴U型磁路，所述Y轴动子位于所述Y轴U型磁路上，所述Y轴动子可在所述Y轴U型磁路上运动，所述Y轴动子与所述Y轴滑动板连接。
10.根据权利要求9所述的双驱龙门直线电机平台，所述Y轴U型磁路由2个磁钢模组组成，每个所述磁钢模组的长度为180毫米。
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