CN217824697U - 一种双直线电机龙门驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双直线电机龙门驱动装置，用于电机技术领域，包括：两个平行设置的Y轴运动机构，以及垂直安装于两个Y轴运动机构之间的X轴运动机构；每个Y轴运动机构包括：底座、设置于底座上的直线电机定子、与直线电机定子相配合的直线电机动子、设置于底座上且与直线电机定子相对应的直线滑台导轨以及设置在直线滑台导轨旁侧的光栅尺；直线滑台导轨上安装有第一滑台，X轴运动机构固定安装于第一滑台的承载面上，直线电机动子固定安装于第一滑台内；光栅尺对应的光栅读数头，固定安装于第一滑台的滑台滑块上。当滑台滑块在直线滑台导轨上运动时，能实时反馈第一滑台的运动位置，有效提高了滑台的步进精度与同步精度。

Description

一种双直线电机龙门驱动装置

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种双直线电机龙门驱动装置。

背景技术

随着数码喷绘、数码印花技术飞速发展，对打印的精度要求越来越高，而数码印花机打印中画面成型需要打印的次数(Pass)，其速度要求从8Pass到4Passg再到2pass\1pass, 而PASS数越少，对机器精度的挑战就越高。

目前数码喷绘行业双Y结构采用的方式大多分为两种：一种为单伺服电机+双同步带，伺服电机通过一根联动杆，带动两条同步带，带动小车Y向步进，用一条光栅/磁栅尺做闭环控制；另一种为双伺服电机+双丝杆，伺服电机内部闭环控制，这两种驱动方式的传动结构复杂，对安装精度要求较高，而且产生误差较多。同步带存在热胀冷缩，老化等风险，伺服电机丢步误差，丝杆安装时的平行度，垂直度等等会存在误差。

因此，目前行业内常用的两种Y向驱动方式，容易出现一定程度的步进误差和同步误差。

实用新型内容

本实用新型提供了一种双直线电机龙门驱动装置，能实时反馈第一滑台的运动位置，有效提高了第一滑台的步进精度与同步精度。

本实用新型提供了一种双直线电机龙门驱动装置，包括：两个平行设置的Y轴运动机构，以及垂直安装于两个所述Y轴运动机构之间的X轴运动机构；

每个所述Y轴运动机构包括：底座、设置于所述底座上的直线电机定子、与所述直线电机定子相配合的直线电机动子、设置于所述底座上且与所述直线电机定子相对应的直线滑台导轨以及设置在所述直线滑台导轨旁侧的光栅尺；

所述直线滑台导轨上安装有第一滑台，所述X轴运动机构固定安装于所述第一滑台的承载面上，所述直线电机动子固定安装于所述第一滑台内；

所述光栅尺对应的光栅读数头，固定安装于所述第一滑台的滑台滑块上，用于当所述滑台滑块在所述直线滑台导轨上运动时，反馈所述第一滑台的运动位置。

进一步的，两个所述Y轴运动机构的直线电机连接至同一驱动控制器；

所述驱动控制器，分别与两个所述Y轴运动机构对应的光栅读数头通讯连接，用于获取两个所述光栅读数头发送的滑台位置信号，并基于所述滑台位置信号控制两个所述Y轴运动机构的直线电机。

进一步的，所述Y轴运动机构还包括：模组端盖；所述模组端盖分别固定安装于所述直线滑台导轨的两侧，用于限制所述第一滑台的运动行程。

进一步的，所述Y轴运动机构还包括:分别与所述模组端盖连接的模组外壳型材；

所述模组外壳型材，分别固定安装于所述光栅尺的两端，用于支撑固定所述光栅尺。

进一步的，两个所述模组端盖之间还设置有防尘罩；所述防尘罩设置于所述Y轴运动机构的上方，用于阻隔外界的灰尘进入所述Y轴运动机构的内部。

进一步的，所述直线滑台导轨为两条平行设置的直线导轨；

两条所述直线导轨分别固定安装于所述底座上，且设置于与所述直线电机定子平行的两侧。

进一步的，所述直线滑台导轨为直线滚动导轨或空气轴承导轨。

进一步的，所述直线电机定子包括多块定子块；

多块所述定子块沿直线排布拼接，且每一所述定子块的高度及宽度一致。

进一步的，所述X轴运动机构包括直线小车导轨；

所述直线小车导轨固定安装于所述X轴运动机构的底座上，且所述X轴运动机构的底座两端分别固定安装于两个所述Y轴运动机构的第二滑台上。

进一步的，所述X轴运动机构的底座外侧设有限位开关；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。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

本实用新型中的双直线电机驱动装置包括：两个平行设置的Y轴运动机构，以及垂直安装于两个Y轴运动机构之间的X轴运动机构；每个Y轴运动机构包括：底座、设置于底座上的直线电机定子、与直线电机定子相配合的直线电机动子、设置于底座上且与直线电机定子相对应的直线滑台导轨以及设置在直线滑台导轨旁侧的光栅尺；直线滑台导轨上安装有第一滑台，X轴运动机构固定安装于第一滑台的承载面上，直线电机动子固定安装于第一滑台内；光栅尺对应的光栅读数头，固定安装于第一滑台的滑台滑块上。当滑台滑块在直线滑台导轨上运动时，能实时反馈第一滑台的运动位置，有效提高了第一滑台的步进精度与同步精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型中的技术方案，下面将对实施例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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的一个龙门双直线电机驱动装置的结构示意图；

图2为本实用新型公开的一个龙门双直线电机驱动装置的Y轴运动机构示意图；

图3为本实用新型公开的另一龙门双直线电机驱动装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

现有的数码喷绘技术的双Y结构对于Y向精度的要求，主要体现在两个方面，一是步进精度，步进精度发生误差，则PASS与PASS之间出露白或黑线，即为PASS道；二是同步精度，即导轨梁(X轴)两端的步进是否一致，不一致则导致导轨梁(X轴)倾斜。这种情况会导致两种情况，一是X向线条不垂直，体现地画面上就是X向一侧黑线，一侧露白线；另外一种情况则是导致Y向喷头与喷头之间的插点失帧，体现在画面上就是以喷头长度为间距的格子印。

目前数码喷绘行业双Y结构采用的方式大多分为两种：一种为单伺服电机+双同步带，另一种为双伺服电机+双丝杆，这两种驱动方式的传动结构复杂，对安装精度要求较高，而且同步带存在热胀冷缩，老化等风险，伺服电机丢步误差，丝杆安装时的平行度，垂直度等等会存在误差，容易出现一定程度的步进误差和同步误差。因此，本实用新型提供了一种双直线电机龙门驱动装置，能够有效提高滑台的步进精度与同步精度，具体如图1及图2所示：

本实用新型提供的一种双直线电机龙门驱动装置，包括：两个平行设置的Y轴运动机构101，以及垂直安装于两个Y轴运动机构101之间的X轴运动机构102。可以理解的是，两个Y轴运动机构101在平面上平行设置，且两个Y轴运动机构101的组成结构以及高度一致，两个Y轴运动机构101间隔一定的距离，X轴运动机构102分别于两个Y轴运动机构101相垂直。

其中，每个Y轴运动机构101包括：底座201、设置于底座201上的直线电机定子202、与直线电机定子202相配合的直线电机动子203、设置于底座201上且与直线电机定子相对应的直线滑台导轨204以及设置在直线滑台导轨204旁侧的光栅尺205。可以理解的是，该Y轴运动机构的动力源为直线电机，该直线电机可分为固定安装于底座201上的直线电机定子202，以及与直线电机定子202相配合的直线电机动子203，直线电机定子202为永磁，直线电机动子203在电磁通电后产生磁场发生运动。直线滑台导轨204上安装有第一滑台206，X轴运动机构206固定安装于第一滑台206的承载面上，直线电机动子203 固定安装于第一滑台206内。第一滑台206以直线电机为驱动，即直线电机动子203在电磁通电后产生磁场发生运动时，第一滑台206也随之运动，且以直线滑台导轨204为导向作直线往复运动。而光栅尺205对应的光栅读数头207，固定安装于第一滑台204的滑台滑块208上，用于当滑台滑块208在直线滑台导轨204上运动时，反馈第一滑台204的运动位置。可以理解的是，光栅读数头207固定安装在第一滑台204的滑台滑块208上，随着第一滑台204运动，读取光栅尺205并实时反馈第一滑台204的位置信号驱动控制器，驱动控制器基于该位置信号得到第一滑台204的运动位置，实时对第一滑台204的运动进行控制。

本实用新型中的双直线电机龙门驱动装置包括：两个平行设置的Y轴运动机构，以及垂直安装于两个Y轴运动机构之间的X轴运动机构；每个Y轴运动机构包括：底座、设置于底座上的直线电机定子、与直线电机定子相配合的直线电机动子、设置于底座上且与直线电机定子相对应的直线滑台导轨以及设置在直线滑台导轨旁侧的光栅尺；直线滑台导轨上安装有第一滑台，X轴运动机构固定安装于第一滑台的承载面上，直线电机动子固定安装于第一滑台内；光栅尺对应的光栅读数头，固定安装于第一滑台的滑台滑块上。当滑台滑块在直线滑台导轨上运动时，能实时反馈第一滑台的运动位置，有效提高了第一滑台的步进精度与同步精度。进一步的，本实用新型采用的双直线电机为Y向驱动，直线电机动子直联传动，有效减少传动结构的误差风险，且光栅尺实时闭环控制，真实的微米级位置反馈，有效提高了步进精度与同步精度。

进一步的，两个Y轴运动机构101的直线电机连接至同一驱动控制器，该连接可以是有线连接或者无线连接，具体此处不做限定。该驱动控制器，分别与两个Y轴运动机构101对应的光栅读数头207通讯连接，用于获取两个光栅读数头207发送的滑台位置信号，并基于所述滑台位置信号控制两个Y轴运动机构的直线电机。可以理解的是，当两个Y轴运动机构101上直线电机动子203带动第一滑台206直线运动时，光栅读数头207分别通过读取两个Y轴运动机构101对应的光栅尺205获取到第一滑台206的位置信息，并将该位置信息发送至驱动控制器。该驱动控制器可以根据该位置信息控制两个Y轴运动机构101 的直线电机，使两个Y轴运动机构101上的第一滑台206在直线运动时保持相互平行，且两个第一滑台206的运动速度保持一致。此时，可以使第一滑台206上的X轴运动机构102 在运动时保持与两个Y轴运动机构相垂直。

进一步的，Y轴运动机构101还包括：模组端盖209；该模组端盖209分别固定安装于直线滑台导轨204的两侧，用于限制第一滑台206的运动行程。可以理解的是，该模组端盖209垂直安装于底座201两侧，防止第一滑台206在滑动时脱落。

进一步的，Y轴运动机构101还包括:分别与模组端盖209连接的模组外壳型材210；该模组外壳型材210，为软胶结构，分别固定安装于光栅尺205的两端，用于支撑固定该光栅尺205。进一步的，该模组外壳型材210能对光栅读数头207起缓冲作用，能避免第一滑台206运动过快撞坏光栅读数头207。

进一步的，两个模组端盖209之间还设置有防尘罩211；该防尘罩211可以为固体面板或防尘布块，具体此处不做限定。该防尘罩211设置于Y轴运动机构101的上方，用于阻隔外界的灰尘进入Y轴运动机构101的内部。可以理解的是，该防尘罩211的宽度小于第一滑台206的宽度，且第一滑台206的承载面凸出于防尘罩211的两侧，避免影响安装在第一滑台206的承载面上的X轴运动机构102。

进一步的，该直线滑台导轨204可以为两条平行设置的直线导轨；两条直线导轨分别固定安装于底座201上，且设置于与直线电机定子202平行的两侧。可以理解的是，直线滑台导轨204可以为一条直线导轨或两条直线导轨，具体此处不做限定。优选的，使用两条直线导轨，便于导轨上第一滑台206在直线滑动时更加顺畅。

进一步的，Y轴运动机构101中的直线滑台导轨204为直线滚动导轨或空气轴承导轨，具体此处不做限定。

进一步的，直线电机定子202包括多块定子块；多块定子块沿直线排布拼接，且每一定子块的高度及宽度一致。具体的，每一直线电机定子202可以由多个定子块组成，所有定子块的外形宽度、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201上，可保证所有直线电机动子203在通电时能产生相同推力，让两Y轴运动机构101顶部的第一滑台206始终是同步且同向运行，稳定度高。

进一步的，如图3所示，X轴运动机构102包括直线小车导轨301；该直线小车导轨301用于导向作直线往复运动。直线小车导轨301固定安装于X轴运动机构102的底座上，且X轴运动机构102的底座两端分别固定安装于两个Y轴运动机构101的第二滑台上。可以理解的是，该第二滑台也可以理解为第一滑台206，直线小车导轨301随着该第一滑台 206在Y轴运动机构101的上做直线往复运动。

进一步的，X轴运动机构102的底座外侧设有限位开关；该限位开关包括限位开关感应片302、分别设于底座外侧两端的两限位传感器303。该限位开关用于实时获取X轴运动机构102上小车的运动位置，通过两限位传感器防止小车与Y轴运动机构101相撞。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种双直线电机龙门驱动装置，其特征在于，包括：两个平行设置的Y轴运动机构，以及垂直安装于两个所述Y轴运动机构之间的X轴运动机构；

每个所述Y轴运动机构包括：底座、设置于所述底座上的直线电机定子、与所述直线电机定子相配合的直线电机动子、设置于所述底座上且与所述直线电机定子相对应的直线滑台导轨以及设置在所述直线滑台导轨旁侧的光栅尺；

所述直线滑台导轨上安装有第一滑台，所述X轴运动机构固定安装于所述第一滑台的承载面上，所述直线电机动子固定安装于所述第一滑台内；

所述光栅尺对应的光栅读数头，固定安装于所述第一滑台的滑台滑块上，用于当所述滑台滑块在所述直线滑台导轨上运动时，反馈所述第一滑台的运动位置。

2.根据权利要求1所述的双直线电机龙门驱动装置，其特征在于，两个所述Y轴运动机构的直线电机连接至同一驱动控制器；

所述驱动控制器，分别与两个所述Y轴运动机构对应的光栅读数头通讯连接，用于获取两个所述光栅读数头发送的滑台位置信号，并基于所述滑台位置信号控制两个所述Y轴运动机构的直线电机。

3.根据权利要求1所述的双直线电机龙门驱动装置，其特征在于，所述Y轴运动机构还包括：模组端盖；所述模组端盖分别固定安装于所述直线滑台导轨的两侧，用于限制所述第一滑台的运动行程。

4.根据权利要求3所述的双直线电机龙门驱动装置，其特征在于，所述Y轴运动机构还包括:分别与所述模组端盖连接的模组外壳型材；

所述模组外壳型材，分别固定安装于所述光栅尺的两端，用于支撑固定所述光栅尺。

5.根据权利要求3所述的双直线电机龙门驱动装置，其特征在于，两个所述模组端盖之间还设置有防尘罩；所述防尘罩设置于所述Y轴运动机构的上方，用于阻隔外界的灰尘进入所述Y轴运动机构的内部。

6.根据权利要求1所述的双直线电机龙门驱动装置，其特征在于，所述直线滑台导轨为两条平行设置的直线导轨；

两条所述直线导轨分别固定安装于所述底座上，且设置于与所述直线电机定子平行的两侧。

7.根据权利要求1所述的双直线电机龙门驱动装置，其特征在于，所述直线滑台导轨为直线滚动导轨或空气轴承导轨。

8.根据权利要求1所述的双直线电机龙门驱动装置，其特征在于，所述直线电机定子包括多块定子块；

多块所述定子块沿直线排布拼接，且每一所述定子块的高度及宽度一致。

9.根据权利要求1所述的双直线电机龙门驱动装置，其特征在于，所述X轴运动机构包括直线小车导轨；

所述直线小车导轨固定安装于所述X轴运动机构的底座上，且所述X轴运动机构的底座两端分别固定安装于两个所述Y轴运动机构的第二滑台上。

10.根据权利要求1所述的双直线电机龙门驱动装置，其特征在于，所述X轴运动机构的底座外侧设有限位开关；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。

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