CN116418190A - 高速移动避震方法及装置 - Google Patents

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梁猛
赵凯
林海涛
蔡孙彬
程坤喜
时威
张嗣龙
陶云鹏
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/12—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moving in alternate directions by alternate energisation of two coil systems
    • H02K33/14—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moving in alternate directions by alternate energisation of two coil systems wherein the alternate energisation and de-energisation of the two coil systems are effected or controlled by movement of the armatures

Abstract

本发明提供一种高速移动避震方法及装置，其中，定子与机台滑动配合，其位置不固定，故当第一动子高速移动时，会使定子反向直线移动，从而卸去定子上的电磁推力，避免使机台产生震动而影响作业的精度，同时，在定子移动过程中通过第二动子对定子进行缓冲，防止其脱离轨道。

Description

高速移动避震方法及装置
技术领域
本发明属于精密加工制造技术领域，尤其涉及一种高速移动避震方法及装置。
背景技术
在精密加工制造领域(如半导体加工制造)，为了提高生产效率，往往需要使作业执行部件高速直线移动，如驱动机械手在191mm的短行程内以16g的加速度高速直线移动。
但是，高速移动通常会使机台产生震动，从而影响作业的精度。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，提供一种高速移动避震方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明提供一种高速移动避震方法，包括：
向第一动子通电，在定子与所述第一动子的磁场相互作用下，使所述第一动子直线移动并带动所述定子反向直线移动；
同时向第二动子通电，产生作用于所述定子的反向力，在所述第一动子与定子反向直线移动过程中，由所述反向力对所述定子进行缓冲；
其中，所述定子沿其磁轨方向与机台滑动配合，所述第一动子和第二动子沿所述定子的磁轨方向前后布置，所述第一动子和第二动子的线圈部分均设于所述磁轨中，所述第一动子沿所述磁轨方向与所述机台滑动配合，所述第二动子固定于所述机台上。
另一方面，本发明还提供一种高速移动装置，包括定子、第一动子以及第二动子，所述定子沿其磁轨方向与机台滑动配合，所述第一动子和第二动子沿所述定子的磁轨方向前后布置，所述第一动子和第二动子的线圈部分均设于所述磁轨中，所述第一动子沿所述磁轨方向与所述机台滑动配合，所述第二动子固定于所述机台上；
向所述第一动子通电，在所述定子与所述第一动子的磁场相互作用下，使所述第一动子直线移动并带动所述定子反向直线移动，同时向第二动子通电，产生作用于所述定子的反向力，在所述第一动子与定子反向直线移动过程中，由所述反向力对所述定子进行缓冲。
本发明的定子与机台滑动配合，其位置不固定，故当第一动子高速移动时，会使定子反向直线移动，从而卸去定子上的电磁推力，避免使机台产生震动而影响作业的精度，同时，在定子移动过程中通过第二动子对定子进行缓冲，防止其脱离轨道。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图一；
图2为本发明的立体结构示意图二；
图3为本发明的磁体极性分布示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图对本发明的实施方式予以说明。需要说明的是，本说明书中所涉及的实施方式不是穷尽的，不代表本发明的唯一实施方式。以下相应的实施例只是为了清楚的说明本发明专利的发明内容，并非对其实施方式的限定。对于该领域的普通技术人员来说，在该实施例说明的基础上还可以做出不同形式的变化和改动，凡是属于本发明的技术构思和发明内容并且显而易见的变化或变动也在本发明的保护范围之内。
本申请实施例提供一种高速移动避震方法，该方法基于高速移动装置，如图1所示，该移动装置包括机台110、定子120、第一动子130以及第二动子140。
机台110上具有左右方向的第一轨道111和第二轨道112。
定子120具有U形的外壳121，外壳121内部相对面上沿左右方向间隔设置有多个磁体122，磁体122的极性交替设置形成左右方向的磁轨，参见图3。
定子120的底部具有滑动设于第一轨道111上的第一滑块123，使定子120与机台110左右滑动配合。
第一动子130以及第二动子140沿定子120的磁轨方向前后布置，两者的线圈部分均设于磁轨中，在本实施例中，如图1所示，第一动子130在右，第二动子140在左。
其中，第一动子130和第二动子140分别由第一支撑架150和第二支撑架160支撑，使两者的线圈部分位于磁轨中，第一动子130与第一支撑架150固定，第一支撑架150上具有滑动设于第二轨道112上的第二滑块151，使第一动子130与机台110左右滑动配合，第二动子140通过第二支撑架160固定于机台110上。
为了安装执行部件2，如机械手，第一支撑架150上还可以设置第三支撑架170，第三支撑架170通过第三滑块171与机台110的第三轨道113左右滑动配合。
本申请实施例的高速移动避震方法的流程如下：
S101、向第一动子130通电，在定子120与第一动子130的磁场相互作用下，使第一动子130直线移动并带动定子120反向直线移动。
需要指出的是，定子120和第一动子130相当于构成了一个直线电机，直线电机与旋转电机的工作原理相同，都是依靠电磁力而动作，在结构上，直线电机可以看作是旋转电机从中间切开并拉伸成直线而形成的，定子120通过其上的磁体122形成磁场，第一动子130的线圈部分通电后同样产生磁场，磁场相互作用就产生电磁推力，使第一动子130沿磁轨移动，通过改变线圈部分中电流的方向可以使第一动子130向左或者向右直线移动。
在现有技术中，直线电机的定子是固定的，当动子高速移动时，必然会产生作用于定子的电磁推力，该电磁推力很大会使机台产生震动，影响作业精度，而本申请实施例的定子120的位置并非是固定的，故当第一动子130高速移动时，会使定子120反向直线移动，从而卸去定子120上的电磁推力，避免机台产生震动。
在本实施例中，第一动子130的行程为191mm，加速度为16g。
S102、同时向第二动子140通电，产生作用于定子120的反向力，在第一动子130与定子120反向直线移动过程中，由上述反向力对定子120进行缓冲，该缓冲力远小于定子120上的电磁推力，故不会使机台产生震动。
此外，当第一动子130到达终点或者返回起点后，停止向第一动子130通电，由上述反向力将定子120回推至初始位置。
其中，通过改变第二动子140的线圈部分的电流方向可以改变上述反向力的方向。
以第一动子130从起点移动至终点为例(由右向左移动)，此时，定子120由左向右移动，通过第二动子140产生作用于定子120的向左的反向力，该反向力一方面用于缓冲，防止定子120脱离第一轨道111，并且由于上述缓冲力远远小于作用于第一动子130的电磁推力，故虽然第二动子140与机台110固定，但是并不会使机台110产生震动；另一方面，当第一动子130到达终点后，需要先停止向第一动子130通电，通过第二动子140向左的反向力使定子120返回初始位置，确定定子120返回初始位置后，再向第一动子130通电，使第一动子130由左向右移动，定子120由右向左移动，即第一动子130从终点返回至起点，同理，在此过程中通过第二动子140产生作用于定子120的向右的反向力进行缓冲，待第一动子130返回起点后，同样先停止向第一动子130通电，通过向右的反向力使定子120返回初始位置，以此类推。
其中，可以通过第一位移传感器(图中为示出)确定第一动子130是否到达终点或者返回起点，如图2所示，可以通过第二位移传感器180确定定子120是否被回推至初始位置，在本实施例中，第一位移传感器和第二位移传感器180均采用光栅尺位移传感器。
由上可知，本申请实施例的定子与机台滑动配合，其位置不固定，故当第一动子高速移动时，会使定子反向直线移动，从而卸去定子上的电磁推力，避免使机台产生震动而影响作业的精度，同时，在定子移动过程中通过第二动子对定子进行缓冲，防止其脱离轨道。
显然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种高速移动避震方法，其特征在于，包括：
向第一动子通电，在定子与所述第一动子的磁场相互作用下，使所述第一动子直线移动并带动所述定子反向直线移动；
同时向第二动子通电，产生作用于所述定子的反向力，在所述第一动子与定子反向直线移动过程中，由所述反向力对所述定子进行缓冲；
其中，所述定子沿其磁轨方向与机台滑动配合，所述第一动子和第二动子沿所述定子的磁轨方向前后布置，所述第一动子和第二动子的线圈部分均设于所述磁轨中，所述第一动子沿所述磁轨方向与所述机台滑动配合，所述第二动子固定于所述机台上。
2.根据权利要求1所述的一种高速移动避震方法，其特征在于，还包括：
当所述第一动子到达终点或者返回起点后，停止向所述第一动子通电，由所述反向力将所述定子回推至初始位置。
3.根据权利要求2所述的一种高速移动避震方法，其特征在于，还包括：
通过第一位移传感器确定所述第一动子是否到达终点或者返回起点，通过第二位移传感器确定所述定子是否被回推至初始位置。
4.根据权利要求3所述的一种高速移动避震方法，其特征在于，所述第一位移传感器以及第二位移传感器均采用光栅尺位移传感器。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种高速移动避震方法，其特征在于，所述机台上具有与所述磁轨平行的第一轨道和第二轨道，所述定子上具有滑动设于所述第一轨道上的第一滑块，所述第一动子与第一支撑架固定，所述第一支撑架上具有滑动设于所述第二轨道上的第二滑块，所述第二动子通过第二支撑架固定于所述机台上。
6.一种高速移动装置，其特征在于，包括定子、第一动子以及第二动子，所述定子沿其磁轨方向与机台滑动配合，所述第一动子和第二动子沿所述定子的磁轨方向前后布置，所述第一动子和第二动子的线圈部分均设于所述磁轨中，所述第一动子沿所述磁轨方向与所述机台滑动配合，所述第二动子固定于所述机台上；
向所述第一动子通电，在所述定子与所述第一动子的磁场相互作用下，使所述第一动子直线移动并带动所述定子反向直线移动，同时向第二动子通电，产生作用于所述定子的反向力，在所述第一动子与定子反向直线移动过程中，由所述反向力对所述定子进行缓冲。
7.根据权利要求6所述的一种高速移动装置，其特征在于，还包括：
当所述第一动子到达终点或者返回起点后，停止向所述第一动子通电，由所述反向力将所述定子回推至初始位置。
8.根据权利要求7所述的一种高速移动装置，其特征在于，还包括用于确定所述第一动子是否到达终点或者返回起点的第一位移传感器以及用于确定所述定子是否被回推至初始位置的第二位移传感器。
9.根据权利要求8所述的一种高速移动装置，其特征在于，所述第一位移传感器以及第二位移传感器均采用光栅尺位移传感器。
10.根据权利要求6-9任一项所述的一种高速移动装置，其特征在于，所述机台上具有与所述磁轨平行的第一轨道和第二轨道，所述定子上具有滑动设于所述第一轨道上的第一滑块，所述第一动子与第一支撑架固定，所述第一支撑架上具有滑动设于所述第二轨道上的第二滑块，所述第二动子通过第二支撑架固定于所述机台上。
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