CN112234784B - Smd拾取贴装用直线旋转电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种SMD拾取贴装用直线旋转电机，涉及电机技术领域。所述直线旋转电机包括：机壳、音圈电机定子、导轨和音圈电机动子；所述音圈电机动子包括：旋转电机定子、旋转电机转子、永磁体和滑块。本发明中，将旋转电机集成在音圈电机动子内，音圈电机与旋转电机共用一组永磁体，永磁体即是音圈电机动子永磁体，又是旋转电机定子永磁体，使得直线旋转电机的质量轻、体积小，缩小了空间安装尺寸，简化了内部结构，减小了直线电机的负载，直线和旋转两个自由度都是通过电磁传动，有效提升了直线旋转电机的定位精度。

Description

SMD拾取贴装用直线旋转电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种SMD拾取贴装用直线旋转电机。
背景技术
目前我国已成为全球最大代工厂，廉价劳动力的优势正在逐渐减弱，人力流水线的模式不可持续，在一些产量大、动作简单、重复性强的生产工序，如小家电装配，智能手机组装等，正有越来越多的高速自动化设备介入。在众多的高速自动化设备中，音圈电机凭借其高响应、高速度、高加速度、结构简单、体积小、控制方便等优点，被广泛应用在精密定位系统和许多不同形式的自动化装配系统中。
音圈电机的实际应用场景中，往往需要其具备直线和旋转两种自由度，以此来适应精密定位系统和许多不同形式的自动化装配系统。现有的直线旋转电机往往采用分离式布局，将旋转电机通过机械结构组合在音圈电机的输出端，以传动的方式同时完成直线与旋转运动。
但是，现有的直线旋转电机本质上是由两个电机组合而成，其内部结构复杂，不仅体积大、质量重，并且直线电机的负载较大，加上两个自由度之间是通过机械传动，导致直线旋转电机的定位精度不佳。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种SMD拾取贴装用直线旋转电机，解决了直线旋转电机定位精度不佳的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种SMD拾取贴装用直线旋转电机，所述直线旋转电机包括：机壳、音圈电机定子、导轨和音圈电机动子；所述音圈电机动子包括：旋转电机定子、旋转电机转子、永磁体和滑块；
所述音圈电机定子设置为矩形环状，其两侧的长边绕设有音圈电机定子绕组，所述音圈电机定子开口的两面都设置有导轨，所述音圈电机定子和导轨容纳在壳体内；
所述旋转电机定子靠近音圈电机定子绕组的两侧都设置有永磁体，所述旋转电机定子靠近导轨的两侧设置有与导轨一一对应的滑块；
所述旋转电机转子容纳在旋转电机定子内，所述旋转电机转子绕设有旋转电机转子绕组。
优选的，所述音圈电机定子包括：音圈电机定子铁轭和非导磁材料线槽板；所述音圈电机定子铁轭为矩形环状，所述音圈电机定子铁轭两侧的长边板外壁开设有与非导磁材料线槽板一一对应的安装槽，所述非导磁材料线槽板内嵌在安装槽内；所述音圈电机定子铁轭两侧的长边板内壁设置有限位筋，所述限位筋仅设置在长边板的靠近两端的部位。
优选的，所述机壳包括：端部盖板和筒壳，所述音圈电机定子铁轭和导轨的两端都连接在端部盖板上，所述筒壳套接在音圈电机定子铁轭和导轨外，所述端部盖板分别连接在筒壳两端的开口处。
优选的，所述旋转电机转子为中空筒状，其两端分别与转子前筒轴和转子后筒轴连通，所述转子后筒轴的后端与直管高速旋转接头连通，所述直管高速旋转接头的后端与气泵连通，所述转子前筒轴的前端与物料吸嘴连通。
优选的，所述旋转电机转子与转子前筒轴之间以及所述旋转电机转子与转子后筒轴之间都设置有密封环。
优选的，所述旋转电机定子包括：旋转电机定子铁轭、非导磁材料组装块和旋转电机端盖；所述非导磁材料组装块的内壁两侧开设有卡槽，所述旋转电机定子铁轭的两侧设置有与卡槽对应的卡条，所述旋转电机定子铁轭与非导磁材料组装块通过卡条与卡槽卡接，在内侧形成用于容纳旋转电机转子的圆筒形中空，在外侧形成用于安装永磁体的立方体空间；所述旋转电机定子铁轭和非导磁材料组装块的两端分别连接有旋转电机端盖，所述旋转电机端盖的中心设置有轴承，所述转子前筒轴和转子后筒轴分别通过轴承与旋转电机端盖旋转连接。
优选的，所述永磁体安装在旋转电机定子铁轭上，所述滑块安装在非导磁材料组装块上。
优选的，所述端部盖板和音圈电机定子铁轭两端的短边板的中心开设有贯穿直线旋转电机的通道。
(三)有益效果
本发明提供了一种SMD拾取贴装用直线旋转电机。与现有技术相比，具备以下有益效果：
本发明中，将旋转电机集成在音圈电机动子内，音圈电机与旋转电机共用一组永磁体，永磁体即是音圈电机动子永磁体，又是旋转电机定子永磁体，使得直线旋转电机的质量轻、体积小，缩小了空间安装尺寸，简化了内部结构，减小了直线电机的负载，直线和旋转两个自由度都是通过电磁传动，有效提升了直线旋转电机的定位精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明实施例中直线旋转电机的结构示意图；
图2为本发明实施例中直线旋转电机的爆炸图；
图3为本发明实施例中音圈电机动子的结构示意图；
图4为本发明实施例中音圈电机动子的爆炸图；
图5为本发明实施例中音圈电机定子铁轭的结构示意图；
图6为本发明实施例中旋转电机转子的爆炸图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例通过提供一种SMD拾取贴装用直线旋转电机，解决了直线旋转电机定位精度不佳的问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本发明实施例中，将旋转电机集成在音圈电机动子内，音圈电机与旋转电机共用一组永磁体，永磁体即是音圈电机动子永磁体，又是旋转电机定子永磁体，使得直线旋转电机的质量轻、体积小，缩小了空间安装尺寸，简化了内部结构，减小了直线电机的负载，直线和旋转两个自由度都是通过电磁传动，有效提升了直线旋转电机的定位精度。
另外需要说明的是，在音圈电机定子铁轭两侧的长边板内壁设置限位筋，限位筋仅设置在长边板的靠近两端的部位，根据楞次定律，限位筋有阻碍音圈电机动子运动的作用，音圈电机定子铁轭两端有筋的设计，缩短了音圈电机动子在有筋区域定位的时间，在定位完成后亦增大了音圈电机定子绕组的允许电流波动范围，有助于音圈电机动子位置的保持；音圈电机定子铁轭中间无筋的设计，减小了音圈电机动子定位过程的阻力，增加定位效率。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例：
如图1～4所示，本发明提供了一种SMD拾取贴装用直线旋转电机，所述直线旋转电机包括：机壳10、音圈电机定子、导轨20和音圈电机动子30；所述音圈电机动子30包括：旋转电机定子31、旋转电机转子32、永磁体33和滑块34；
所述音圈电机定子设置为矩形环状，其两侧的长边绕设有音圈电机定子绕组，所述音圈电机定子开口的两面都设置有导轨20，所述音圈电机定子和导轨20容纳在壳体10内；
所述旋转电机定子31靠近音圈电机定子绕组的两侧都设置有永磁体33，所述永磁体33即是音圈电机动子永磁体，又是旋转电机定子永磁体；所述旋转电机定子31靠近导轨20的两侧设置有与导轨20一一对应的滑块34；所述永磁体33在音圈电机定子绕组的作用下带动旋转电机定子31沿导轨20做往复直线运动；
所述旋转电机转子32容纳在旋转电机定子31内，所述旋转电机转子32绕设有旋转电机转子绕组，所述旋转电机转子绕组通电，在永磁体33的作用下驱动旋转电机转子32相对于旋转电机定子31旋转；所述旋转电机定子31沿导轨20做往复直线运动结合旋转电机转子32相对于旋转电机定子31旋转，实现旋转电机转子32的输出轴做直线旋转合成运动。
所述旋转电机集成在音圈电机动子30内，音圈电机与旋转电机共用一组永磁体33，所述永磁体33即是音圈电机动子永磁体，又是旋转电机定子永磁体，所述直线旋转电机的质量轻、体积小，缩小了空间安装尺寸，简化了内部结构，减小了直线电机的负载，直线和旋转两个自由度都是通过电磁传动，有效提升了直线旋转电机的定位精度。
如图2、图5所示，所述音圈电机定子包括：音圈电机定子铁轭21和非导磁材料线槽板22；所述音圈电机定子铁轭21为矩形环状，所述音圈电机定子铁轭21两侧的长边板外壁开设有与非导磁材料线槽板22一一对应的安装槽23，所述非导磁材料线槽板22内嵌在安装槽23内；所述音圈电机定子铁轭21两侧的长边板内壁设置有限位筋24，所述限位筋24仅设置在长边板的靠近两端的部位，配合非导磁材料线槽板22对音圈电机定子绕组进行限位。
所述限位筋24与音圈电机定子铁轭21一体成型，均采用硅钢材质。
根据楞次定律，所述限位筋24有阻碍音圈电机动子30运动的作用，音圈电机定子铁轭21两端有筋的设计，缩短了音圈电机动子30在有筋区域定位的时间，在定位完成后亦增大了音圈电机定子绕组的允许电流波动范围，有助于音圈电机动子30位置的保持；音圈电机定子铁轭21中间无筋的设计，减小了音圈电机动子30定位过程的阻力，增加定位效率。
如图2所示，所述机壳10包括：端部盖板11和筒壳12，所述音圈电机定子铁轭21和导轨20的两端都连接在端部盖板11上，所述筒壳12套接在音圈电机定子铁轭21和导轨20外，所述端部盖板11分别连接在筒壳12两端的开口处。
如图6所示，所述旋转电机转子32为中空筒状，其两端分别与转子前筒轴321和转子后筒轴322连通，所述转子后筒轴322的后端与直管高速旋转接头323连通，所述直管高速旋转接头323的后端与气泵连通(图中未示出)，防止气泵随旋转电机转子32旋转；所述转子前筒轴321的前端与物料吸嘴连通(图中未示出)，驱动气泵即可通过物料吸嘴对物料进行拾取和贴装操作。
所述旋转电机转子绕组的通电导线通过转子后筒轴322和直管高速旋转接头323延伸至机壳10外，与旋转电机转子电源电性连接(图中未示出)。
如图6所示，所述旋转电机转子32与转子前筒轴321之间以及所述旋转电机转子32与转子后筒轴322之间都设置有密封环324，所述密封环324用以保证气路的密封。
如图3、图4所示，所述旋转电机定子31包括：旋转电机定子铁轭311、非导磁材料组装块312和旋转电机端盖313；所述非导磁材料组装块312的内壁两侧开设有卡槽314，所述旋转电机定子铁轭311的两侧设置有与卡槽314对应的卡条315，所述旋转电机定子铁轭311与非导磁材料组装块312通过卡条315与卡槽314卡接，在内侧形成用于容纳旋转电机转子32的圆筒形中空，在外侧形成用于安装永磁体33的立方体空间；所述旋转电机定子铁轭311和非导磁材料组装块312的两端分别连接有旋转电机端盖313，所述旋转电机端盖313的中心设置有轴承316，所述转子前筒轴321和转子后筒轴322分别通过轴承316与旋转电机端盖313旋转连接。
如图3、图4所示，所述永磁体33安装在旋转电机定子铁轭311上，所述滑块34安装在非导磁材料组装块312上。
如图2所示，所述端部盖板11和音圈电机定子铁轭21两端的短边板的中心开设有贯穿直线旋转电机的通道，所述通道为转子前筒轴321和直管高速旋转接头323延伸至机壳10外提供路径。
综上所述，与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1、本发明实施例中，将旋转电机集成在音圈电机动子内，音圈电机与旋转电机共用一组永磁体，永磁体即是音圈电机动子永磁体，又是旋转电机定子永磁体，使得直线旋转电机的质量轻、体积小，缩小了空间安装尺寸，简化了内部结构，减小了直线电机的负载，直线和旋转两个自由度都是通过电磁传动，有效提升了直线旋转电机的定位精度。
2、本发明实施例中，在音圈电机定子铁轭两侧的长边板内壁设置限位筋，限位筋仅设置在长边板的靠近两端的部位，根据楞次定律，限位筋有阻碍音圈电机动子运动的作用，音圈电机定子铁轭两端有筋的设计，缩短了音圈电机动子在有筋区域定位的时间，在定位完成后亦增大了音圈电机定子绕组的允许电流波动范围，有助于音圈电机动子位置的保持；音圈电机定子铁轭中间无筋的设计，减小了音圈电机动子定位过程的阻力，增加定位效率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种SMD拾取贴装用直线旋转电机，其特征在于，所述直线旋转电机包括：机壳（10）、音圈电机定子、导轨（20）和音圈电机动子（30）；所述音圈电机动子（30）包括：旋转电机定子（31）、旋转电机转子（32）、永磁体（33）和滑块（34）；
所述音圈电机定子设置为矩形环状，其两侧的长边绕设有音圈电机定子绕组，所述音圈电机定子开口的两面都设置有导轨（20），所述音圈电机定子和导轨（20）容纳在机壳（10）内；
所述旋转电机定子（31）靠近音圈电机定子绕组的两侧都设置有永磁体（33），所述旋转电机定子（31）靠近导轨（20）的两侧设置有与导轨（20）一一对应的滑块（34）；
所述旋转电机转子（32）容纳在旋转电机定子（31）内，所述旋转电机转子（32）绕设有旋转电机转子绕组。
2.如权利要求1所述的SMD拾取贴装用直线旋转电机，其特征在于，所述音圈电机定子包括：音圈电机定子铁轭(21)和非导磁材料线槽板(22)；所述音圈电机定子铁轭(21)为矩形环状，所述音圈电机定子铁轭(21)两侧的长边板外壁开设有与非导磁材料线槽板(22)一一对应的安装槽(23)，所述非导磁材料线槽板(22)内嵌在安装槽(23)内；所述音圈电机定子铁轭(21)两侧的长边板内壁设置有限位筋(24)，所述限位筋(24)仅设置在长边板的靠近两端的部位。
3.如权利要求2所述的SMD拾取贴装用直线旋转电机，其特征在于，所述机壳(10)包括：端部盖板(11)和筒壳(12)，所述音圈电机定子铁轭(21)和导轨(20)的两端都连接在端部盖板(11)上，所述筒壳(12)套接在音圈电机定子铁轭(21)和导轨(20)外，所述端部盖板(11)分别连接在筒壳(12)两端的开口处。
4.如权利要求1所述的SMD拾取贴装用直线旋转电机，其特征在于，所述旋转电机转子(32)为中空筒状，其两端分别与转子前筒轴(321)和转子后筒轴(322)连通，所述转子后筒轴(322)的后端与直管高速旋转接头(323)连通，所述直管高速旋转接头(323)的后端与气泵连通，所述转子前筒轴(321)的前端与物料吸嘴连通。
5.如权利要求4所述的SMD拾取贴装用直线旋转电机，其特征在于，所述旋转电机转子(32)与转子前筒轴(321)之间以及所述旋转电机转子(32)与转子后筒轴(322)之间都设置有密封环(324)。
6.如权利要求4或5所述的SMD拾取贴装用直线旋转电机，其特征在于，所述旋转电机定子(31)包括：旋转电机定子铁轭(311)、非导磁材料组装块(312)和旋转电机端盖(313)；所述非导磁材料组装块(312)的内壁两侧开设有卡槽(314)，所述旋转电机定子铁轭(311)的两侧设置有与卡槽(314)对应的卡条(315)，所述旋转电机定子铁轭(311)与非导磁材料组装块(312)通过卡条(315)与卡槽(314)卡接，在内侧形成用于容纳旋转电机转子(32)的圆筒形中空，在外侧形成用于安装永磁体(33)的立方体空间；所述旋转电机定子铁轭(311)和非导磁材料组装块(312)的两端分别连接有旋转电机端盖(313)，所述旋转电机端盖(313)的中心设置有轴承(316)，所述转子前筒轴(321)和转子后筒轴(322)分别通过轴承(316)与旋转电机端盖(313)旋转连接。
7.如权利要求6所述的SMD拾取贴装用直线旋转电机，其特征在于，所述永磁体(33)安装在旋转电机定子铁轭(311)上，所述滑块(34)安装在非导磁材料组装块(312)上。
8.如权利要求3所述的SMD拾取贴装用直线旋转电机，其特征在于，所述端部盖板(11)和音圈电机定子铁轭(21)两端的短边板的中心开设有贯穿直线旋转电机的通道。
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