CN218276429U - 一种z轴音圈模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种Z轴音圈模组，属于直线电机技术领域。本实用新型的底板和基座连接；导轨安装于基座一个侧面；电机固定板安装在底板的一端，电机固定板与底板垂直；音圈电机固定在电机固定板和动子安装板之间，并分别与电机固定板和动子安装板连接，导轨安装于基座侧面，滑动板安装在导轨上，且动子安装板垂直安装在滑动板的一端；光栅编码器安装在编码器固定块上方，编码器固定块安装在基座的一侧面上；光栅尺和参考零位安装在光栅尺安装块上，光栅尺安装块固定在滑动板上。本实用新型重复定位精度可达±1um，具有超高的响应速度；能够通过力矩控制模组，其波动值可控制在0.5％以内。

Description

一种Z轴音圈模组

技术领域

本实用新型涉及直线电机技术领域，尤其涉及一种Z轴音圈模组。

背景技术

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置；伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，闭环控制。伺服电极主要靠脉冲来定位，当伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，与伺服电机接受的脉冲形成了闭环，这样，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，从而能够很精确的控制电机的转动，实现精确的定位。

伺服电机与凸轮结合的结构，可以实现运动体有规则的上下运动。工作原理是伺服电机上安装有凸轮；导轨安装座上装有压缩弹簧和限位柱；滑块安装座上装有旋转轴承；且与限位柱相连。当伺服电机通电产生旋转角度后，凸轮会随之转动，凸轮斜面随着角度的转动加大会逐渐贴紧轴承并渐渐挤压轴承，使滑块安装座连接的滑块随着导轨往下移动；当移动到压缩弹簧完全压紧，滑块安装座往下压住限位柱，则无法再继续往下移动。凸轮往反方向转动，凸轮切面则逐渐脱离轴承，压缩弹簧逐渐复位，滑块安装座则逐渐往上升进行复位。

但是其有以下不足之处：

1.其缺点为凸轮精度低；

2.伺服电机不能实现力矩模式控制，即通过控制电流大小来控制力的大小；

3.加速度偏低，响应速度慢。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种Z轴音圈模组，底板和基座连接；导轨安装于基座一个侧面；电机固定板安装在底板的一端，电价固定板与底板垂直；音圈电机固定在电机固定板和动子安装板之间，并分别与电机固定板和动子安装板连接，导轨安装于基座侧面，滑动板安装在导轨上，且动子安装板垂直安装在滑动板的一端；光栅编码器安装在编码器固定块上方，编码器固定块安装在基座的一侧面上；光栅尺和参考零位安装在光栅尺安装块上，光栅尺安装块固定在滑动板上。本实用新型能够充分满足高精度应用场合，其重复定位精度可达±1um，采用音圈电机作为运动本体，具有超高的响应速度；能够通过力矩控制模组，通过控制电流的大小来控制Z轴音圈模组自顶向下的力的大小，其波动值可控制在0.5％以内。

本实用新型提供了一种Z轴音圈模组，包括：光栅尺、光栅编码器、滑动板、基座、导轨、音圈电机；音圈电机包括音圈电机定子和音圈电机动子；

音圈电机与滑动板连接，滑动板和导轨均与基座连接；

光栅编码器位于编码器固定块上方，编码器固定块与基座连接；

光栅尺安装在光栅尺安装块上，光栅尺安装块固定在滑动板上。

优选地，导轨安装于基座侧面，滑动板安装在导轨上。

优选地，还包括底板，底板与基座固定连接。

优选地，导轨和底板分别位于基座相对的两个侧面，第一侧面和第二侧面。

优选地，还包括电机固定板，电机固定板安装在底板的一端，电机固定板与底板垂直。

优选地，还包括动子安装板，音圈电机固定在电机固定板和动子安装板之间，并分别与电机固定板和动子安装板连接，电机固定板与动子安装板平行。

优选地，动子安装板安装在滑动板的一端，滑动板与动子安装板垂直。

优选地，音圈电机与动子安装板通过拉力弹簧连接。

优选地，光栅尺安装块位于拉力弹簧的下方，基座的第三侧面。

优选地，编码器固定块安装在基座的第三侧面。

优选地，光栅尺安装块上还安装有参考零位。

与现有技术相对比，本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型的Z轴音圈模组，相比于现有凸轮+伺服电机技术，能够充分满足高精度应用场合，其重复定位精度可达±1um；

2.本实用新型的Z轴音圈模组，采用音圈电机作为运动本体，由于动子和定子之间没有刚性接触，使之具有超高的响应速度，加速度可达8G以上；

3.本实用新型的Z轴音圈模组，能够通过驱动器来控制电流的大小来控制Z轴音圈模组自顶向下的力的大小，其波动值可控制在0.5％以内。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的立体图；

图2为本实用新型的一个实施例的爆炸图；

图3为本实用新型的一个实施例的基座的立体图；

图4为本实用新型的一个实施例的滑动板的立体图；

图5为本实用新型的一个实施例的滑动板的又一立体图；

图6为本实用新型的一个实施例的编码器固定块的立体图；

图7为本实用新型的一个实施例的光栅尺安装块的立体图。

图中标记为：

1-拉力弹簧；2-光栅尺；3-编码器固定块；4-光栅编码器；5-光栅尺安装块；6-滑动板；7- 参考零位；8-基座；9-导轨；10-底板；11-动子安装板；12-音圈电机定子；13-电机固定板；14- 限位柱；15-音圈电机动子；16-第一侧面；17-第二侧面；18-第三侧面。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作详细的说明。

本实用新型提供了一种Z轴音圈模组，包括：光栅尺2、光栅编码器4、滑动板6、基座8、导轨9、音圈电机；音圈电机包括音圈电机定子12和音圈电机动子15；

音圈电机与滑动板6连接，滑动板6和导轨9均与基座8连接；

光栅编码器4位于编码器固定块3上方，编码器固定块3与基座8连接；

光栅尺2安装在光栅尺安装块5上，光栅尺安装块5固定在滑动板6上。

根据本实用新型的一个具体实施方案，导轨9安装于基座8侧面，滑动板6安装在导轨9上。

根据本实用新型的一个具体实施方案，还包括底板10，底板10与基座8固定连接。

根据本实用新型的一个具体实施方案，导轨9和底板10分别位于基座8相对的两个侧面，第一侧面16和第二侧面17。

根据本实用新型的一个具体实施方案，还包括电机固定板13，电机固定板13安装在底板10 的一端，电机固定板13与底板10垂直。

根据本实用新型的一个具体实施方案，还包括动子安装板11，音圈电机固定在电机固定板 13和动子安装板11之间，并分别与电机固定板13和动子安装板11连接，电机固定板13与动子安装板11平行。

根据本实用新型的一个具体实施方案，动子安装板11安装在滑动板6的一端，滑动板6与动子安装板11垂直。

根据本实用新型的一个具体实施方案，音圈电机与动子安装板11通过拉力弹簧1连接。

根据本实用新型的一个具体实施方案，光栅尺安装块5位于拉力弹簧1的下方，基座8的第三侧面18。

根据本实用新型的一个具体实施方案，编码器固定块3安装在基座8的第三侧面18。

根据本实用新型的一个具体实施方案，光栅尺安装块5上还安装有参考零位7。

实施例1

根据本实用新型的一个具体实施方案，下面说明本实用新型的Z轴音圈模组进行详细说明。本实用新型提供了一种Z轴音圈模组，包括：光栅尺2、光栅编码器4、滑动板6、基座8、导轨 9、音圈电机；还包括底板10、电机固定板13、动子安装板11、拉力弹簧1和参考零位7；

音圈电机包括音圈电机定子12和音圈电机动子15；

音圈电机与滑动板6连接，滑动板6和导轨9均与基座8连接；导轨9安装于基座8侧面，滑动板6安装在导轨9上；

底板10与基座8固定连接；导轨9和底板10分别位于基座8相对的两个侧面，第一侧面16和第二侧面17；

电机固定板13安装在底板10的一端，电机固定板13与底板10垂直；

音圈电机固定在电机固定板13和动子安装板11之间，并分别与电机固定板13和动子安装板 11连接，电机固定板13与动子安装板11平行；

动子安装板11安装在滑动板6的一端，滑动板6与动子安装板11垂直；

音圈电机与动子安装板11通过拉力弹簧1连接，光栅尺安装块5位于拉力弹簧1的下方，基座8的第三侧面18；

编码器固定块3安装在基座8的第三侧面18；光栅编码器4位于编码器固定块3上方，编码器固定块3与基座8连接；光栅尺安装块5固定在滑动板6上，光栅尺2安装在光栅尺安装块5上，光栅尺安装块5上还安装有参考零位7。

工作原理：

光栅尺2上有微米计数刻度值，光栅尺2安装在光栅尺安装块5上。光栅尺安装块5安装在滑动板6上，当滑动板6跟随音圈电机上下运动时，光栅尺2也会随之上下运动，光栅尺2上的刻度位置就会被光栅编码器4(包括读数头)检测到，并精确记录运动的距离数据，并反馈至电脑。

参考零位7安装在光栅尺安装块5上，带磁性，当参考零位7随着滑动板6运行到读数头感应区间内，磁性会反馈到读数头，读数头输出信号给系统，通知系统已到达零点(初始点)位置。

Z轴音圈模组的所有线缆都是接在驱动器上，驱动器能够实时监测和控制Z轴音圈模组的电压和电流以及各项参数；并且可以将电流值转换成电机输出的推力值，因此能实现控制电流的大小来控制电机提供力的大小，也称为力矩控制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种Z轴音圈模组，其特征在于，包括：光栅尺、光栅编码器、滑动板、基座、导轨、音圈电机；音圈电机包括音圈电机定子和音圈电机动子；

音圈电机与滑动板连接，滑动板和导轨均与基座连接；

光栅编码器位于编码器固定块上方，编码器固定块与基座连接；

光栅尺安装在光栅尺安装块上，光栅尺安装块固定在滑动板上。

2.根据权利要求1所述的Z轴音圈模组，其特征在于，导轨安装于基座侧面，滑动板安装在导轨上。

3.根据权利要求2所述的Z轴音圈模组，其特征在于，还包括底板，底板与基座固定连接。

4.根据权利要求3所述的Z轴音圈模组，其特征在于，导轨和底板分别位于基座相对的两个侧面，第一侧面和第二侧面。

5.根据权利要求4所述的Z轴音圈模组，其特征在于，还包括电机固定板，电机固定板安装在底板的一端，电机固定板与底板垂直。

6.根据权利要求5所述的Z轴音圈模组，其特征在于，还包括动子安装板，音圈电机固定在电机固定板和动子安装板之间，并分别与电机固定板和动子安装板连接，电机固定板与动子安装板平行。

7.根据权利要求6所述的Z轴音圈模组，其特征在于，动子安装板安装在滑动板的一端，滑动板与动子安装板垂直。

8.根据权利要求7所述的Z轴音圈模组，其特征在于，音圈电机与动子安装板通过拉力弹簧连接。

9.根据权利要求8所述的Z轴音圈模组，其特征在于，光栅尺安装块位于拉力弹簧的下方，基座的第三侧面。

10.根据权利要求9所述的Z轴音圈模组，其特征在于，编码器固定块安装在基座的第三侧面。

11.根据权利要求10所述的Z轴音圈模组，其特征在于，光栅尺安装块上还安装有参考零位。

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