CN218920227U - 一种z轴垂直使用的直线电机结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种Z轴垂直使用的直线电机结构，其包括Z轴底座、通过上、下端座安装于Z轴底座前端面的磁轴定子、套设于磁轴定子外围并可沿Z轴方向滑动的动子模组、设于动子模组前端面的载台和设于载台与Z轴底座之间的磁力缓冲模组，Z轴底座前端面设有线性滑轨，载台后端面通过滑块安装于线性滑轨上；磁力缓冲模组包括设于Z轴底座前端面的磁棒及套设于磁棒外部并可相对磁棒滑动的磁吸滑套；磁吸滑套与载台固定连接。本实用新型采用磁轴定子和动子模组构成直线电机用于驱动载台在Z轴方向移动，其取消了由于传统Z轴直线模组采用的丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，降低或消除传动误差，以提高运行精度，进而提高载台的移动定位精度。

Description

一种Z轴垂直使用的直线电机结构

技术领域：

本实用新型涉及自动化技术领域，特指一种Z轴垂直使用的直线电机结构。

背景技术：

当前在自动化行业里会采用到大量的线性模组，传统的线性模块系由电机、滚珠螺杆、导轨和螺帽动子座等构件组成，其工作原理是由电机驱动该滚珠螺杆旋转，带动螺杆上的螺帽动子座沿导轨做往复直线运动，是实现由电机驱动由旋转变为直线运动的移动平台。

目前市面上用的Z轴驱动机构均是采用上述线性模组，但是该线性模组采用电机、滚珠螺杆、螺帽动子座实现驱动，这种驱动方式在驱动过程中存在机械间隙，容易导致传动误差，同时摩擦接触后会导致驱动精度降低，无法精确的进行驱动操作，以上为第一个技术问题，例如专利好为202220570409.7公开的一种Z轴丝杆模组则存在该技术问题。

由于Z轴驱动机构是驱动加工装置进行上下移动，如果该Z轴驱动机构负载的加工装置较大时，该Z轴驱动机构驱动加工装置上升和下降时所需要的实际输出力差别很大，运行速度受到限制，降低了加工装置的定位精度，延长了加工装置稳定所需时间，影响加工效率，以上为第二个技术问题。

有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种Z轴垂直使用的直线电机结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案：该Z轴垂直使用的直线电机结构包括Z轴底座、通过上端座和下端座安装于该Z轴底座前端面并呈Z轴方向分布的磁轴定子、套设于该磁轴定子外围并可相对磁轴定子沿Z轴方向滑动的动子模组、固定于该动子模组前端面的载台和设置于载台与Z轴底座之间的磁力缓冲模组，该Z轴底座前端面设置有若干线性滑轨，该载台后端面通过滑块安装于线性滑轨上；所述磁力缓冲模组包括有设置于Z轴底座前端面的磁棒以及套设于该磁棒外部并可相对磁棒滑动的磁吸滑套；所述磁吸滑套与载台固定连接。

进一步而言，上述技术方案中，所述动子模组包括有滑动座以及安装于滑动座内壁的线圈，该滑动座套设于磁棒外围并可相对磁棒滑动，且该线圈分布于磁棒外围并形成有间隙。

进一步而言，上述技术方案中，所述下端座设置有第一光电开关，且该载台下端面设置有呈L字形并与第一光电开关适配的第一光电感应片；所述上端座设置有第二光电开关，且该载台上端面设置有呈L字形并与第二光电开关适配的第二光电感应片。

进一步而言，上述技术方案中，所述载台一侧后端设置有一让位槽；所述磁棒穿设于该让位槽，该磁吸滑套外部固定于该让位槽内。

进一步而言，上述技术方案中，所述Z轴底座包括有底板以及安装于该底板上端并凸出于该底板前端面的上端板和安装于该底板下端并凸出于该底板前端面的下端板；所述磁棒上下两端分别与该上端板和下端板固定连接；所述上端座和下端座分别固定于该底板前端面。

进一步而言，上述技术方案中，所述上端板下端面设置有第一Z轴防撞胶；所述下端板上端面设置有第二Z轴防撞胶。

进一步而言，上述技术方案中，所述磁吸滑套内壁还设置有耐磨套，该耐磨套套设于该磁棒外围。

进一步而言，上述技术方案中，所述载台两侧分别设置有第一侧封板和第二侧封板，该第一侧封板还挡在磁吸滑套外部。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比较具有如下有益效果：

1、由于本实用新型采用磁轴定子和动子模组构成直线电机用于驱动载台在Z轴方向移动，其取消了由于传统Z轴直线模组采用的丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，降低或消除传动误差，以提高运行精度，进而提高载台的移动定位精度，以满足高精度加工要求，令本实用新型具有极强的市场竞争力。

2、本实用新型采用磁力缓冲模组包括通过磁力吸合的磁吸滑套和磁棒，该磁棒设置于Z轴底座前端面，该磁吸滑套与载台固定连接，以致该磁力缓冲模组可以直接抵消和补偿载台及载台上安装的加工装置的部分重力，使本实用新型能够实现全行程恒力输出，保证运行精度，即可使载台及载台上安装的加工装置升降过程均可实现恒速运行，保证加工装置的定位精度，降低了加工装置稳定所需时间，保证/提升加工效率。另外，该磁力缓冲模组属于完全无源器件，不需任何外部能量供应，因此不会增加本实用新型的整体成本，且该磁力缓冲模组能够防止在断电后该载台直接掉下，起到良好的缓冲作用，达到保护的效果。

附图说明：

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型另一视角的立体图；

图3是本实用新型的内部结构图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。

见图1-3所示，为一种Z轴垂直使用的直线电机结构，其包括Z轴底座1、通过上端座21和下端座22安装于该Z轴底座1前端面并呈Z轴方向分布的磁轴定子2、套设于该磁轴定子2外围并可相对磁轴定子2沿Z轴方向滑动的动子模组3、固定于该动子模组3前端面的载台4和设置于载台4与Z轴底座1之间的磁力缓冲模组5，该Z轴底座1前端面设置有若干线性滑轨11，该载台4后端面通过滑块41安装于线性滑轨11上；所述磁力缓冲模组5包括有设置于Z轴底座1前端面的磁棒51以及套设于该磁棒51外部并可相对磁棒51滑动的磁吸滑套52；所述磁吸滑套52与载台4固定连接，且该磁吸滑套52和磁棒51之间通过磁力吸合。由于本实用新型采用磁轴定子2和动子模组3构成直线电机用于驱动载台4在Z轴方向移动，其取消了由于传统Z轴直线模组采用的丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，降低或消除传动误差，以提高运行精度，进而提高载台的移动定位精度，以满足高精度加工要求，令本实用新型具有极强的市场竞争力。另外，本实用新型采用磁力缓冲模组5包括通过磁力吸合的磁吸滑套52和磁棒51，该磁棒51设置于Z轴底座1前端面，该磁吸滑套52与载台4固定连接，以致该磁力缓冲模组5可以直接抵消和补偿载台4及载台4上安装的加工装置的部分重力，使本实用新型能够实现全行程恒力输出，保证运行精度，即可使载台4及载台4上安装的加工装置升降过程均可实现恒速运行，保证加工装置的定位精度，降低了加工装置稳定所需时间，保证/提升加工效率。另外，该磁力缓冲模组5属于完全无源器件，不需任何外部能量供应，因此不会增加本实用新型的整体成本，且该磁力缓冲模组5能够防止在断电后该载台4直接掉下，起到良好的缓冲作用，达到保护的效果。

所述动子模组3包括有滑动座31以及安装于滑动座31内壁的线圈，该滑动座31套设于磁棒51外围并可相对磁棒51滑动，且该线圈分布于磁棒51外围并形成有间隙。动子组件3的线圈通交流电以在动子组件3与磁轴定子2之间形成行波磁场，行波磁场与磁轴定子2形成的励磁磁场相互作用便会产生电磁推力，以此驱动动子组件3做直线运行，其具有精度高、速度快、响应时间短、推力大等优势，完全可以取代传统的线性模组。

所述下端座22设置有第一光电开关221，且该载台4下端面设置有呈L字形并与第一光电开关221适配的第一光电感应片42，所述上端座21设置有第二光电开关211，且该载台4上端面设置有呈L字形并与第二光电开关211适配的第二光电感应片43，以致使该载台4下移到预设位置时，该第一光电感应片42出发第一光电开关221，进而控制该载台4不再向下移动；该载台4上移到预设位置时，该第二光电感应片43出发第二光电开关211，进而控制该载台4不再向上移动，达到控制载台4移动的上下行程的目的。

所述载台4一侧后端设置有一让位槽44；所述磁棒51穿设于该让位槽44，该磁吸滑套52外部固定于该让位槽44内，以此可以保证载台4的宽度，使后期安装的加工装置与载台4接触的面积更大，装配结构更加稳定。

所述Z轴底座1包括有底板101以及安装于该底板101上端并凸出于该底板101前端面的上端板102和安装于该底板101下端并凸出于该底板101前端面的下端板103；所述磁棒51上下两端分别与该上端板102和下端板固定连接；所述上端座21和下端座22分别固定于该底板101前端面。

所述上端板102下端面设置有第一Z轴防撞胶104；所述下端板103上端面设置有第二Z轴防撞胶105，以此可以防止该载台4出现运行行程超范围的目的，并且能够好的保护载台4。

所述磁吸滑套52内壁还设置有耐磨套，该耐磨套套设于该磁棒51外围，该耐磨套不隔磁，其厚度薄，耐磨套的作用是减少磁吸滑套52与磁棒51之间的磁力，增加磁吸滑套52相对磁棒51滑动的顺畅性，当然，也可以不增设该耐磨套，其根据实际使用要求使用。

所述载台4两侧分别设置有第一侧封板45和第二侧封板46，该第一侧封板45还挡在磁吸滑套52外部，其达到防护的作用。

综上所述，由于本实用新型采用磁轴定子2和动子模组3构成直线电机用于驱动载台4在Z轴方向移动，其取消了由于传统Z轴直线模组采用的丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，降低或消除传动误差，以提高运行精度，进而提高载台的移动定位精度，以满足高精度加工要求，令本实用新型具有极强的市场竞争力。另外，本实用新型采用磁力缓冲模组5包括通过磁力吸合的磁吸滑套52和磁棒51，该磁棒51设置于Z轴底座1前端面，该磁吸滑套52与载台4固定连接，以致该磁力缓冲模组5可以直接抵消和补偿载台4及载台4上安装的加工装置的部分重力，使本实用新型能够实现全行程恒力输出，保证运行精度，即可使载台4及载台4上安装的加工装置升降过程均可实现恒速运行，保证加工装置的定位精度，降低了加工装置稳定所需时间，保证/提升加工效率。另外，该磁力缓冲模组5属于完全无源器件，不需任何外部能量供应，因此不会增加本实用新型的整体成本，且该磁力缓冲模组5能够防止在断电后该载台4直接掉下，起到良好的缓冲作用，达到保护的效果。

当然，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并非来限制本实用新型实施范围，凡依本实用新型申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (8)

1.一种Z轴垂直使用的直线电机结构，其特征在于：其包括Z轴底座(1)、通过上端座(21)和下端座(22)安装于该Z轴底座(1)前端面并呈Z轴方向分布的磁轴定子(2)、套设于该磁轴定子(2)外围并可相对磁轴定子(2)沿Z轴方向滑动的动子模组(3)、固定于该动子模组(3)前端面的载台(4)和设置于载台(4)与Z轴底座(1)之间的磁力缓冲模组(5)，该Z轴底座(1)前端面设置有若干线性滑轨(11)，该载台(4)后端面通过滑块(41)安装于线性滑轨(11)上；所述磁力缓冲模组(5)包括有设置于Z轴底座(1)前端面的磁棒(51)以及套设于该磁棒(51)外部并可相对磁棒(51)滑动的磁吸滑套(52)；所述磁吸滑套(52)与载台(4)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种Z轴垂直使用的直线电机结构，其特征在于：所述动子模组(3)包括有滑动座(31)以及安装于滑动座(31)内壁的线圈，该滑动座(31)套设于磁棒(51)外围并可相对磁棒(51)滑动，且该线圈分布于磁棒(51)外围并形成有间隙。

3.根据权利要求2所述的一种Z轴垂直使用的直线电机结构，其特征在于：所述下端座(22)设置有第一光电开关(221)，且该载台(4)下端面设置有呈L字形并与第一光电开关(221)适配的第一光电感应片(42)；所述上端座(21)设置有第二光电开关(211)，且该载台(4)上端面设置有呈L字形并与第二光电开关(211)适配的第二光电感应片(43)。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种Z轴垂直使用的直线电机结构，其特征在于：所述载台(4)一侧后端设置有一让位槽(44)；所述磁棒(51)穿设于该让位槽(44)，该磁吸滑套(52)外部固定于该让位槽(44)内。

5.根据权利要求4所述的一种Z轴垂直使用的直线电机结构，其特征在于：所述Z轴底座(1)包括有底板(101)以及安装于该底板(101)上端并凸出于该底板(101)前端面的上端板(102)和安装于该底板(101)下端并凸出于该底板(101)前端面的下端板(103)；所述磁棒(51)上下两端分别与该上端板(102)和下端板固定连接；所述上端座(21)和下端座(22)分别固定于该底板(101)前端面。

6.根据权利要求5所述的一种Z轴垂直使用的直线电机结构，其特征在于：所述上端板(102)下端面设置有第一Z轴防撞胶(104)；所述下端板(103)上端面设置有第二Z轴防撞胶(105)。

7.根据权利要求4所述的一种Z轴垂直使用的直线电机结构，其特征在于：所述磁吸滑套(52)内壁还设置有耐磨套，该耐磨套套设于该磁棒(51)外围。

8.根据权利要求4所述的一种Z轴垂直使用的直线电机结构，其特征在于：所述载台(4)两侧分别设置有第一侧封板(45)和第二侧封板(46)，该第一侧封板(45)还挡在磁吸滑套(52)外部。

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