CN203045153U - 微米级四轴运动平台 - Google Patents
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Abstract
一种微米级四轴运动平台,包括底座(11)、X轴运动系统(41)、Y轴运动系统(42)、Z轴运动系统(43)和R轴运动系统(44),X轴运动系统(41)包括X轴直线电机(412)、X轴光栅尺(413)、X轴导轨(411)和X轴滑块;Y轴运动系统(42)包括Y轴直线电机(422)、Y轴光栅尺(423)、Y轴导轨(421)和Y轴滑块;Z轴运动系统(43)包括Z轴驱动器(432)、Z轴导轨(431)和Z轴滑块434;R轴轴运动系统(44)包括基座(441)、平台(442)、旋转工作台(443)、旋转接头(444)和传动机构。其优点是可以提高系统运动平稳性,而且可以实现多工位的运动,使用方便,提高效率,准确定位,精度高。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及桌式的工作台;涉及用于放置工件的台座,在台座上操作工作,尤指一种微米级四轴运动平台。
【背景技术】
多自由度运动平台主要用来安装在可以移动的设备上,完成对承载物的运输和姿态调整,要求该类型的多自由度运动平台具有X向平移、Y向平移、Z向平移,绕Z轴转(R轴)等几个自由度,并要求该类型的多自由度运动平台结构紧凑,体积小,尤其要求平台Z轴方向的尺寸小。因并联机构结构和控制方法复杂,该类型的多自由度运动平台都采用串联机构实现。目前同类型的多自由度运动平台自由度能够满足应用要求,且X向平移、Y向平移、Z向平移和绕Z轴转动都可以实现由驱动机构驱动.
【发明内容】
针对现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种微米级四轴运动平台。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种微米级四轴运动平台,包括底座、X轴运动系统、Y轴运动系统、Z轴运动系统和R轴运动系统,其特征在于:
X轴运动系统包括X轴直线电机、X轴光栅尺、X轴导轨和X轴滑块,X轴导轨和X轴直线电机安装于底座上,X轴光栅尺安装于底座上,X轴滑块可移动地装于x轴导轨上;
Y轴运动系统包括Y轴直线电机、Y轴光栅尺、Y轴导轨和Y轴滑块,Y轴导轨和Y轴直线电机可移动地安装于X轴导轨上,Y轴光栅尺安装于Y轴底座上,Y轴滑块可移动地安装于Y轴导轨上;
Z轴运动系统包括Z轴驱动器、Z轴导轨和Z轴滑块,Z轴导轨和Z轴驱动器固定于横梁上,横梁两端分别安装于立柱上,立柱固定于底座上,Z轴滑块可上下移动地装于Z轴导轨上;
R轴轴运动系统包括基座、平台、旋转工作台、旋转接头和传动机构,基座装于Y轴运动系统的台面上,平台固定于基座上,旋转工作台可转动地安装于平台上并与传动机构连接。
在所述旋转工作台下方与平台上方可以有相互适配的环槽,环槽内可以装有密封圈。以使旋转工作台与平台间实现动密封而不会发生漏气。
在所述旋转工作台可以设贯穿其表面的吸气孔,基座上可以设有至少一个 通孔与旋转工作台上的吸气孔相通,该通孔与锁设于基座底面的空心旋转接头相连,空心旋转接头与抽气装置连通。打开抽气装置能把旋转工作台上的工件牢牢地吸住,
所述光栅尺可以采用闭环反馈控制系统;
所述底座、立柱以及横梁可以采用花岗岩,可以提高机器运行的精度,使系统的定位精度提高。。
所述电机的位移传感器采用直线电机霍尔传感器:
1、是定位精度高,在需要直线运动的地方,直线电机可以实现直接传动,因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差,故定位精度高,还可以大大地提高整个系统的定位精度,可以达到微米级;
2、是反应速度快、灵敏度高,随动性好。直线电机容易做到其动子用磁悬浮支撑,因而使得动子和定子之间始终保持一定的空气隙而不接触,这就消除了定、动子间的接触摩擦阻力,因而大大地提高了系统的灵敏度、快速性和随动性;
3、是工作安全可靠、寿命长。直线电机可以实现无接触传递力,机械摩擦损耗几乎为零,所以故障少,免维修,因而工作安全可靠、寿命长。光栅尺可以采用闭环反馈控制系统,可以使系统的定位精度大大提高;底座、立柱,以及固定Z轴运动系统的横梁,可以采用花岗岩,以提高机器运行的精度。
本实用新型的有益效果是:可以提高系统运动平稳性,而且可以实现多工位的运动,使用方便,提高效率,准确定位,精度高。
【附图说明】
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是图1去除立柱12为和横梁13后的结构示意图。
图3是本实用新型的立面视图。
图4是本实用新型的俯视图。
图5是图4去除立柱12为和横梁13后的俯视图。
图6是本实用新型的R轴运动系统44分体示意图一。
图7是本实用新型的R轴运动系统44分体示意图二。
图中:11为底座、12为立柱、13为横梁、41为X轴运动系统、42为Y轴运动系统、43为Z轴运动系统、44为R轴运动系统;
在X轴运动系统41中,411为X轴导轨、412为X轴直线电机、413为X轴光栅尺;
在Y轴运动系统42中,421为Y轴导轨、422为Y轴直线电机、423为Y轴光栅尺;
在Z轴运动系统43中,431为Z轴导轨、432为Z轴驱动器、434为Z轴滑块434。
在R轴运动系统44中,441为基座、442为平台、4421为环槽、443为旋转工作台、444为旋转接头。
【具体实施方式】
参见各附图,本实用新型一种微米级四轴运动平台,包括底座11、X轴运动系统41、Y轴运动系统42、Z轴运动系统43和R轴运动系统44,其特征在于:
X轴运动系统41包括X轴直线电机412、X轴光栅尺413、X轴导轨411和X轴滑块,X轴导轨411和X轴直线电机412安装于底座11上,X轴光栅尺413安装于X轴底座11上,X轴滑块可移动地装于x轴导轨411上;
Y轴运动系统42包括Y轴直线电机422、Y轴光栅尺423、Y轴导轨421和Y轴滑块,Y轴导轨421和Y轴直线电机422可移动地安装于X轴导轨411上,Y轴光栅尺423安装于Y轴底座上,Y轴滑块可移动地安装于Y轴导轨421上;
Z轴运动系统43包括Z轴驱动器432、Z轴导轨431和Z轴滑块434,Z轴导轨431和Z轴驱动器432固定于横梁13上,横梁13两端分别安装于立柱12上,立柱12固定于底座11上,Z轴滑块434可上下移动地装于Z轴导轨431上;
R轴轴运动系统44包括基座441、平台442、旋转工作台443、旋转接头444和传动机构,基座441装于Y轴运动系统42的台面上,平台442固定于基座441上,旋转工作台443可转动地安装于平台442上并与传动机构连接。
在本实用新型的实施例中,所述旋转工作台443下方与平台442上方有相互适配的环槽,环槽内装有密封圈。
在本实用新型的实施例中,所述旋转工作台443设贯穿其表面的吸气孔,基座441上设有至少一个通孔与旋转工作台443上的吸气孔相通,该通孔与锁设于基座441底面的空心旋转接头444相连,空心旋转接头444与抽气装置连通。
在本实用新型的实施例中,光栅尺413、423采用闭环反馈控制系统。
在本实用新型的实施例中,电机412、422的位移传感器采用直线电机霍尔传感器。
Claims (6)
1.一种微米级四轴运动平台,包括底座(11)、X轴运动系统(41)、Y轴运动系统(42)、Z轴运动系统(43)和R轴运动系统(44),其特征在于:
X轴运动系统(41)包括X轴直线电机(412)、X轴光栅尺(413)、X轴导轨(411)和X轴滑块,X轴导轨(411)和X轴直线电机(412)安装于底座(11)上,X轴光栅尺(413)安装于底座(11)上,X轴滑块可移动地装于x轴导轨(411)上;
Y轴运动系统(42)包括Y轴直线电机(422)、Y轴光栅尺(423)、Y轴导轨(421)和Y轴滑块,Y轴导轨(421)和Y轴直线电机(422)可移动地安装于底座(11)上,Y轴光栅尺(423)安装于Y轴导轨(421)上,Y轴滑块可移动地安装于Y轴导轨(421)上;
Z轴运动系统(43)包括Z轴驱动器(432)、Z轴导轨(431)和Z轴滑块434,Z轴导轨(431)和Z轴驱动器(432)固定于横梁(13)上,横梁(13)两端分别安装于立柱(12)上,立柱(12)固定于底座(11)上,Z轴滑块434可上下移动地装于Z轴导轨(431)上;
R轴轴运动系统(44)包括基座(441)、平台(442)、旋转工作台(443)、旋转接头(444)和传动机构,基座(441)装于Y轴运动系统(42)的台面上,平台(442)固定于基座(441)上,旋转工作台(443)可转动地安装于平台(442)上并与传动机构连接。
2.根据权利要求1所述的微米级四轴运动平台,其特征在于:所述旋转工作台(443)下方与平台(442)上方有相互适配的环槽,环槽内装有密封圈。
3.根据权利要求1或2所述的微米级四轴运动平台,其特征在于:所述旋转工作台(443)设贯穿其表面的吸气孔,基座(441)上设有至少一个通孔与旋转工作台(443)上的吸气孔相通,该通孔与锁设于基座(441)底面的空心旋转接头(444)相连,空心旋转接头(444)与抽气装置连通。
4.根据权利要求1或2所述的微米级四轴运动平台,其特征在于:所述光栅尺(413、423)采用闭环反馈控制系统。
5.根据权利要求1或2所述的微米级四轴运动平台,其特征在于:所述电机(412、422)的位移传感器采用直线电机霍尔传感器。
6.根据权利要求1或2所述的微米级四轴运动平台,其特征在于:底座(11)、立柱(12)以及横梁(13),采用花岗岩。
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