CN112600386A - 一种3d动态聚焦z轴音圈电机 - Google Patents

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杨长春
杜习占
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Shenzhen Ouya Laser Intelligent Technology Co ltd
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Shenzhen Ouya Laser Intelligent Technology Co ltd
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Abstract

本发明属于激光3D加工领域，尤其是一种3D动态聚焦Z轴音圈电机，针对现有的响应时间比较长，影响实际工作速度，很难精确控制镜片的实际位置，容易因加工制造精度及装配精度等原因而造成配合间隙大小不一，进而容易造成摆动不稳定，反馈有延迟、误差的问题，现提出如下方案，其包括安装底板，所述安装底板一侧固定安装有后面板，安装底板的另一侧固定安装有前面板，所述前面板的一侧设有控制接口，前面板的另一侧安装有磁轭，所述磁轭的底部安装有盖板，安装底板的顶部设有动态镜片组，所述磁轭上连接有磁铁，动态镜片组上固定安装有线圈动子，本发明结构简单，体积小，维护简单，使用寿命更长，响应速度快，精度和重复精度高。

Description

一种3D动态聚焦Z轴音圈电机
技术领域
本发明涉及激光3D加工技术领域，尤其涉及一种3D动态聚焦Z轴音圈电机。
背景技术
目前市面上大多是采用振镜电机带动连杆机构和滑块传动予以实现，具体的为电机的转动(实际是一定角度内的摆动)转换成透镜的水平移动。其响应时间比较长，影响实际工作速度，且由于曲柄的摆动角度和滑块的移动位移是非线性，所以很难精确控制镜片的实际位置；同时，曲柄连杆机构中的曲柄和连杆的铰接处以及连杆和滑块的铰接处，容易因加工制造精度及装配精度等原因而造成配合间隙大小不一，进而容易造成摆动不稳定，反馈有延迟、误差等现象。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在响应时间比较长，影响实际工作速度，很难精确控制镜片的实际位置，容易因加工制造精度及装配精度等原因而造成配合间隙大小不一，进而容易造成摆动不稳定，反馈有延迟、误差的缺点，而提出的一种3D动态聚焦Z轴音圈电机。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种D动态聚焦Z轴音圈电机，包括安装底板，所述安装底板一侧固定安装有后面板，安装底板的另一侧固定安装有前面板，所述前面板的一侧设有控制接口，前面板的另一侧安装有磁轭，所述磁轭的底部安装有盖板，安装底板的顶部设有动态镜片组，所述磁轭上连接有磁铁，动态镜片组上固定安装有线圈动子，线圈动子上安装有读数头和滑块，滑块连接有导轨，导轨上安装有两个固定支撑块，固定支撑块上安装有光栅尺。
优选的，所述磁轭由高导磁材料加工而成。
优选的，所述线圈动子由外部绝缘的硅片或铝制结构件以及线圈组成。
优选的，所述固定支撑块的底部安装有安装板。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、结构简单，体积小，通过以最少的零部件数量来实现Z轴驱动，而且这仅仅是只存在一个运动的部件。
2、维护简单，由于部件少，运动时无机械接触，从而大大降低了零部件的磨损，只需很少甚至无需维护，使用寿命更长。
3、没有机械接触，运动平稳，传动力是在气隙中产生的，除了导轨以外没有任何其它的摩擦，没有其它机械连接或转换装置的缘故。
4、加速度很大，响应速度比现有技术要快20％。
5、精度和重复精度高，因为消除了影响精度的中间环节，系统的精度取决于位置检测元件，有合适的反馈装置可达亚微米级。目前有2种，光电传感器可达±1um,光栅传感器可达0.1um。
本发明结构简单，体积小，维护简单，使用寿命更长，响应速度快，精度和重复精度高。
附图说明
图1为本发明提出的一种3D动态聚焦Z轴音圈电机的结构示意图；
图2为本发明提出的一种3D动态聚焦Z轴音圈电机的爆炸图；
图3为本发明提出的一种3D动态聚焦Z轴音圈电机的内部结构示意图。
图中：1-动态镜片组，2-磁轭，3-后面板，4-盖板，5-控制接口，6-前面板，7-安装底板，8-磁铁，9-线圈动子，10-固定支撑块，11-安装板，12-光栅尺，13-导轨，14-读数头，15-滑块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-3，一种3D动态聚焦Z轴音圈电机，包括安装底板7，安装底板7一侧固定安装有后面板3，安装底板7的另一侧固定安装有前面板6，前面板6的一侧设有控制接口5，前面板6的另一侧安装有磁轭2，磁轭2的底部安装有盖板4，安装底板7的顶部设有动态镜片组1，磁轭2上连接有磁铁8，动态镜片组1上固定安装有线圈动子9，线圈动子9上安装有读数头14和滑块15，滑块15连接有导轨13，导轨13上安装有两个固定支撑块10，固定支撑块10上安装有光栅尺12。
本发明中，磁轭2由高导磁材料加工而成，增强磁铁8带来的磁感线。
本发明中，线圈动子9由外部绝缘的硅片或铝制结构件以及线圈组成，线圈顺着该方形结构连续绕制而成，绕制圈数根据带载负载而定。
本发明中，固定支撑块10的底部安装有安装板11。
本发明中，线圈动子9与磁铁8之间依据安培力原理的相互作用力，使线圈在气隙内沿轴向运动，通过线圈的电流方向决定其运动方向，线圈动子9带动动态镜片组1通过滑块15做水平直线往返运动。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种3D动态聚焦Z轴音圈电机，包括安装底板（7），其特征在于，所述安装底板（7）一侧固定安装有后面板（3），安装底板（7）的另一侧固定安装有前面板（6），所述前面板（6）的一侧设有控制接口（5），前面板（6）的另一侧安装有磁轭（2），所述磁轭（2）的底部安装有盖板（4），安装底板（7）的顶部设有动态镜片组（1），所述磁轭（2）上连接有磁铁（8），动态镜片组（1）上固定安装有线圈动子（9），线圈动子（9）上安装有读数头（14）和滑块（15），滑块（15）连接有导轨（13），导轨（13）上安装有两个固定支撑块（10），固定支撑块（10）上安装有光栅尺（12）。
2.根据权利要求1所述的一种3D动态聚焦Z轴音圈电机，其特征在于，所述磁轭（2）由高导磁材料加工而成。
3.根据权利要求1所述的一种3D动态聚焦Z轴音圈电机，其特征在于，所述线圈动子（9）由外部绝缘的硅片或铝制结构件以及线圈组成。
4.根据权利要求1所述的一种3D动态聚焦Z轴音圈电机，其特征在于，所述固定支撑块（10）的底部安装有安装板（11）。
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