CN212012406U - 经济型龙门直线电机双驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种经济型龙门直线电机双驱动装置，包括两Y轴运动机构，以及X轴运动机构；X轴运动机构及每一Y轴运动机构均分别包括底座直线电机定子、直线电机动子、两导轨，以及每一导轨上装配的至少三个滑块；所述X轴运动机构与每一Y轴运动机构之间设有一滑台板，滑台板分别与Y轴运动机构的滑块、直线电机动子之间经若干第二固定件锁附固定，X轴运动机构的底座对应每一第二固定件设有从底部至顶部开设的贯穿孔。本实用新型通过设计贯穿孔可方便快捷更换Y轴运动机构的直线电机动子或滑块，方便后期维护、保养、检修工作；只需在其中一Y轴运动机构内设置光栅尺、光栅尺读数头，即可实现Y轴方向运动精度的控制，一致性好，成本低。

Description

经济型龙门直线电机双驱动装置

技术领域

本实用新型涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种经济型龙门直线电机双驱动装置。

背景技术

在光纤激光切割领域，加工出高精度的产品对激光切割机的运动轨迹要求十分严格，运动轨迹精度是靠XY运动平台保证的，常规的平台组合有丝杆导轨模组、齿轮齿条模组、同步带模组等，通过专用的激光切割软件将CAD图形处理编程后直接数控控制模组内电机的转动，从而驱动模组的运行，将激光切割头安装在XY运动平台上，即可实现产品的实际切割，XY平台的设计理念、结构特点直接决定了产品的实际切割精度和机床的使用寿命。

目前，龙门直线电机装置中包括两平行布置的Y轴运动机构，但只有一个Y轴运动机构内有动力输出，另一Y轴运动机构无动力输出，只能做跟随运动；Y轴运动机构上方为X轴运动机构，有动力输出；垂直方向为Z轴运动机构能上下移动，激光切割头固定在Z轴运动机构做上下高度跟踪运动。通过上位机控制各轴的驱动器，来驱动各电机运动，最终达到切割产品的目的，这种结构简单，但是稳定性不强，普遍存在以下不足之处：

1)整体成本较高，同时存在拆装不方便的问题；

2)当X轴运动机构在快速运动或者在偏向无动力输出的Y轴运动机构一侧运动时，该Y轴运动机构的精度会因从动轴无动力输出，而导致实际的位置与理论位置相差甚远，由于结构限制导致无法更快的速度运行，导致生产效率较低；此外，达不到理想的精度，长时间运动，也会导致有动力输出的Y轴运动机构受力不均衡而变形；

3)采用磁栅尺，无法获得更高的加工控制精度，且磁栅尺采用水平安装方式，其接触面与底座水平贴合，很容易受到金属粉尘污染导致故障；

4)滑块数量有限，稳定度不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种经济型龙门直线电机双驱动装置，通过设计贯穿孔可方便快捷更换Y轴运动机构的直线电机动子或滑块，方便后期维护、保养、检修工作；只需在其中一Y轴运动机构内设置光栅尺、光栅尺读数头，即可实现Y轴方向运动精度的控制，一致性好，成本低。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种经济型龙门直线电机双驱动装置，包括相对平行设置的两Y轴运动机构，以及用于连接两Y轴运动机构的一X轴运动机构；所述X轴运动机构及每一Y轴运动机构均分别包括底座、沿底座长度方向设于底座内的直线电机定子、与直线电机定子相配合的直线电机动子、沿底座长度方向设于底座内且分别设于直线电机定子两侧的两导轨，以及每一导轨上装配的至少三个滑块；所述X轴运动机构与每一Y轴运动机构之间设有一滑台板，X轴运动机构的底座与滑台板之间经若干第一固定件锁附固定，滑台板还分别与Y轴运动机构的滑块、直线电机动子之间经若干第二固定件锁附固定，X轴运动机构的底座对应每一第二固定件设有从底部至顶部开设的贯穿孔。

较佳地，所述X轴运动机构及其中一Y轴运动机构的底座外侧均分别设有一限位开关；所述限位开关包括限位开关感应片、分别设于底座外侧两端的两限位传感器，以及设于其中一限位传感器附近的一零位传感器。

较佳地，所述底座的两端侧分别设有一端板，每一端板的内侧设有一防撞胶，直线电机动子运动于两端的防撞胶之间。

较佳地，所述两Y轴运动机构的直线电机连接至同一驱动控制器。

较佳地，所述直线电机定子由若干定子块沿直线排布拼接形成，且每一定子块的高度及宽度一致。

较佳地，所述X轴运动机构及其中一Y轴运动机构内设有光栅尺、光栅尺读数头；所述光栅尺垂直贴装于其中一导轨的旁侧，光栅尺读数头与该导轨上的其中一滑块固定连接。

较佳地，所述底座上设有可伸缩的防尘外罩，及设于防尘外罩内且可伸缩的防尘内罩。

较佳地，所述防尘外罩包括设于底座两端的第一防尘外罩、第二防尘外罩；所述防尘内罩包括设于底座两端的第一防尘内罩、第二防尘内罩；所述第一防尘内罩对应设于第一防尘外罩内，第二防尘内罩对应设于第二防尘外罩内。

较佳地，所述底座的长度方向两内侧分别设有一导向侧板；每一导向侧板与对应的底座内侧壁形成导向通道，防尘内罩可在对应的导向通道内伸缩。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

1)在X轴运动机构的底座上对应下方的第二固定件设计贯穿孔，可方便快捷地更换Y轴运动机构的直线电机动子或滑块；

2)限位开关外置，极大方便后期维护、保养、检修工作；

3)防撞胶设计，避免因高速运动时的意外撞击；

4)两个Y轴运动机构的直线电机由同一个驱动控制器控制，一致性高，不用担心两个Y轴运动机构因为运动不同步而憋死；

5)每一Y轴运动机构都有动力输出，不管Z轴运动至任何位置，都能保证动力充沛均衡；

6)每一导轨上设有至少三个滑块，极大提高直线运动的直线度和稳定度；

7)采用光栅尺作为反馈且采用垂直安装方式，比磁栅尺精度更高，抗金属粉尘能力更强(磁栅尺有磁性会吸附金属粉尘)。

附图说明

图1为本实用新型的立体图(其中一Y轴运动机构上省却了防尘外罩)；

图2为本实用新型省却防尘外罩及防尘内罩的立体图；

图3为图2中其中一Y轴运动机构及X轴运动机构的底座省却侧板的立体图；

图4为图2的俯视结构示意图；

图5为本实用新型的X/Y轴运动机构的立体图；

图6为图5的底座省却一侧板的立体图；

其中，附图标识说明：

1—Y轴运动机构， 2—X轴运动机构，

3—底座， 4—直线电机定子，

5—直线电机动子， 6—导轨，

7—滑块， 8—滑台板，

9—限位开关， 10—贯穿孔，

11—端板， 12—防撞胶，

13—光栅尺， 14—光栅尺读数头，

15—防尘外罩， 16—防尘内罩，

17—导向侧板， 41—定子块，

91—限位开关感应片， 92—限位传感器，

93—零位传感器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1至6所示，本实用新型提供一种经济型龙门直线电机双驱动装置，包括相对平行设置的两Y轴运动机构1，以及用于连接两Y轴运动机构1的一X轴运动机构2；所述X轴运动机构2及每一Y轴运动机构1均分别包括底座3、沿底座3长度方向设于底座3内的直线电机定子4、与直线电机定子4相配合的直线电机动子5、沿底座3长度方向设于底座3内且分别设于直线电机定子4两侧的两导轨6，以及每一导轨6上装配的至少三个滑块7；所述X轴运动机构2与每一Y轴运动机构1之间设有一滑台板8，X轴运动机构2的底座3与滑台板8之间经若干第一固定件锁附固定，滑台板8还分别与Y轴运动机构1的滑块7、直线电机动子5之间经若干第二固定件锁附固定，X轴运动机构2的底座3对应每一第二固定件设有从底部至顶部开设的贯穿孔10。

其中，所述X轴运动机构2及其中一Y轴运动机构1的底座3外侧均分别设有一限位开关9；所述限位开关9包括限位开关感应片91、分别设于底座3外侧两端的两限位传感器92，以及设于其中一限位传感器92附近的一零位传感器93。所述底座3的两端侧分别设有一端板11，每一端板11的内侧设有一防撞胶12，直线电机动子5运动于两端的防撞胶12之间。所述两Y轴运动机构1的直线电机连接至同一驱动控制器。

所述直线电机定子4由若干定子块41沿直线排布拼接形成，且每一定子块41的高度及宽度一致。所述X轴运动机构1及其中一Y轴运动机构1内设有光栅尺13、光栅尺读数头14；所述光栅尺13垂直贴装于其中一导轨6的旁侧，光栅尺读数头14与该导轨6上的其中一滑块7固定连接。

所述底座3上设有可伸缩的防尘外罩15，及设于防尘外罩15内且可伸缩的防尘内罩16。所述防尘外罩15包括设于底座3两端的第一防尘外罩、第二防尘外罩；所述防尘内罩16包括设于底座3两端的第一防尘内罩、第二防尘内罩；所述第一防尘内罩对应设于第一防尘外罩内，第二防尘内罩对应设于第二防尘外罩内。所述底座3的长度方向两内侧分别设有一导向侧板17；每一导向侧板17与对应的底座3内侧壁形成导向通道，防尘内罩16可在对应的导向通道内伸缩。

本实用新型工作原理：

一具体实施例中，X轴运动机构2上安装有Z轴运动机构，激光切割头固定于Z轴运动机构上，X轴运动机构2与Z轴运动机构之间也设有一滑台板。

底座3上设置双层防尘罩，其中防尘外罩15可初步阻挡激光切割头在加工过程中的灰尘飞入底座3内，防尘内罩16用于避免防尘外罩15内的粉尘落入光栅尺13，进行二次防尘。当X轴运动机构2(Z轴运动机构)在Y轴运动机构1(X轴运动机构)上往返运动时，压缩底座3两端的防尘罩。

Y轴为双轴驱动结构，X轴水平放置，结构稳定，重力分布均衡。两Y轴运动机构1内部的导轨6、滑块7、直线电机定子4、直线电机动子5、防撞胶12、端板11结构上完全成镜像关系。两Y轴运动机构1内安装的直线电机动子5为同方向摆放的直线电机动子5，两Y轴运动机构1的底座3内设有同向同水平安装的直线电机定子4，每一直线电机定子4由多个定子块41组成，所有定子块41的外形宽度、高度都是一致的，只是长短不一样，方便拼接成各种长度的行程组合，可安装在任意轴的底座3上，可保证所有直线电机动子5在通电时能产生相同推力，让两Y轴运动机构1顶部的滑台板8始终是同步且同向运行，稳定度高。同时，两Y轴运动机构1内的直线电机定子4、直线电机动子5的结构及安装方式，以及两个Y轴运动机构1的直线电机由同一个驱动控制器控制，使两Y轴运动机构1中的任意一Y轴运动机构1上安装光栅尺13及光栅尺读数头14即可，有利于降低成本，但又不影响控制精度及一致性。

Y轴运动机构1上的限位开关9的限位开关感应片91一端固定在X轴运动机构2的底座3或两者之间的滑台板8上，另一端延伸至Y轴运动机构1的底座3外侧。X轴运动机构2上的限位开关9的限位开关感应片91一端固定在Z轴运动机构的底座3或两者之间的滑台板8上，另一端延伸至X轴运动机构2的底座3外侧。限位开关9中的两限位传感器92分别为正限位传感器、负限位传感器，限位开关感应片91、正限位传感器、负限位传感器、零位传感器93均设计成外置模式，方便后期的基础检测维护。

每个导轨6上装配至少3个滑块7，优选为3个滑块7，这比只安装2个滑块7极大提高了稳定性，就算其中一个滑块7有间隙，其余5个滑块7还能持续保持机械精度。

光栅尺13和光栅尺读数头14是精度控制的核心部件，光栅尺13采用垂直安装方式，有效防止粉尘或废料接触到光栅尺13表面，安装面(其中一导轨6的侧面)是精加工面，精度在0.01mm以内，保证光栅尺13在与其贴合时，提供极高的平行度。X轴运动机构2的光栅尺13和光栅尺读数头14的安装结构与Y轴运动机构1的类似，在此不再赘述。

为了在后期维修保养时，遵循不拆散机械结构，不破坏XY轴垂直度且快速省事的原则，X轴运动机构2的底座3在对应每一第二固定件的位置预留出贯穿孔10，当需要拆卸更换Y轴运动机构1的直线电机动子5或滑块7时，借助拆卸工具穿过贯穿孔10，即可将第二固定件拆下，则滑台板8与Y轴运动机构1的直线电机动子5或滑块7分离，而不需要将X轴运动机构2的底座3与滑台板8拆卸分离即可实现，这种设计极大方便了后期的维护维修，十分方便。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种经济型龙门直线电机双驱动装置，其特征在于，包括相对平行设置的两Y轴运动机构，以及用于连接两Y轴运动机构的一X轴运动机构；所述X轴运动机构及每一Y轴运动机构均分别包括底座、沿底座长度方向设于底座内的直线电机定子、与直线电机定子相配合的直线电机动子、沿底座长度方向设于底座内且分别设于直线电机定子两侧的两导轨，以及每一导轨上装配的至少三个滑块；所述X轴运动机构与每一Y轴运动机构之间设有一滑台板，X轴运动机构的底座与滑台板之间经若干第一固定件锁附固定，滑台板还分别与Y轴运动机构的滑块、直线电机动子之间经若干第二固定件锁附固定，X轴运动机构的底座对应每一第二固定件设有从底部至顶部开设的贯穿孔。

2.根据权利要求1所述的经济型龙门直线电机双驱动装置，其特征在于，所述X轴运动机构及其中一Y轴运动机构的底座外侧均分别设有一限位开关；所述限位开关包括限位开关感应片、分别设于底座外侧两端的两限位传感器，以及设于其中一限位传感器附近的一零位传感器。

3.根据权利要求1所述的经济型龙门直线电机双驱动装置，其特征在于，所述底座的两端侧分别设有一端板，每一端板的内侧设有一防撞胶，直线电机动子运动于两端的防撞胶之间。

4.根据权利要求1所述的经济型龙门直线电机双驱动装置，其特征在于，所述两Y轴运动机构的直线电机连接至同一驱动控制器。

5.根据权利要求1所述的经济型龙门直线电机双驱动装置，其特征在于，所述直线电机定子由若干定子块沿直线排布拼接形成，且每一定子块的高度及宽度一致。

6.根据权利要求1所述的经济型龙门直线电机双驱动装置，其特征在于，所述X轴运动机构及其中一Y轴运动机构内设有光栅尺、光栅尺读数头；所述光栅尺垂直贴装于其中一导轨的旁侧，光栅尺读数头与该导轨上的其中一滑块固定连接。

7.根据权利要求1所述的经济型龙门直线电机双驱动装置，其特征在于，所述底座上设有可伸缩的防尘外罩，及设于防尘外罩内且可伸缩的防尘内罩。

8.根据权利要求7所述的经济型龙门直线电机双驱动装置，其特征在于，所述防尘外罩包括设于底座两端的第一防尘外罩、第二防尘外罩；所述防尘内罩包括设于底座两端的第一防尘内罩、第二防尘内罩；所述第一防尘内罩对应设于第一防尘外罩内，第二防尘内罩对应设于第二防尘外罩内。

9.根据权利要求8所述的经济型龙门直线电机双驱动装置，其特征在于，所述底座的长度方向两内侧分别设有一导向侧板；每一导向侧板与对应的底座内侧壁形成导向通道，防尘内罩可在对应的导向通道内伸缩。

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