TWI421416B - 線性滑台 - Google Patents

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Description

線性滑台
本發明是有關於一種線性滑台，且特別是有關於一種可調整調整座與滑軌之間的距離的線性滑台。
為因應超高精密定位與微細加工系統之需求，摩擦力非常微小的液靜壓軸承成為高精密工具機不可缺少的關鍵組件。液靜壓軸承具備優異的剛性、阻尼性能與切削加工時之抑制顫振能力，再加上微(奈)米級精密運動定位精度，可提供超精密切削工具機之軸承設計一個優良的解決方案，故全球高階精密工具機導軌之軸承系統幾乎都一致採用液靜壓軸承。
現有採用液靜壓滑軸承的線性滑台是將具有一定壓力的潤滑油經節流器輸送到滑軌與載台之間的油腔，形成承載油膜，將相互接觸的金屬表面隔開，實現液體摩擦。經過理論分析計算，滑軌與載台之間的初始油膜厚度有一定的理想值。目前採用液靜壓滑軸承的線性滑台達成初始油膜的理想厚度的方法有二。(1)現配研磨成型，亦即配合現有的滑軌尺寸，以現配研磨加工方式，加工出可達成初始油膜的理想厚度的載台。(2)螺絲調整型，如中華民國專利公告號435628所使用之間隙調整裝置，以每顆軸承個別經由螺絲調整與配合軌道面的間隙值，得出初始油膜的理想厚度。
然而，現配研磨成型方式的線性滑台的加工成本最高，並且使用一段時間後若軌道面有磨損則油膜厚度值無法重新調整，必須更換新滑台。另一方面，螺絲調整型方式的線性滑台需同時個別調整每個軸承與滑軌的間隙值，不易調整出均一油膜厚度而影響整體性能與可靠度。
本發明提供一種線性滑台，可解決習知滑軌與載台間隙的調整成本過高與均一性不佳的問題。
本發明的線性滑台包括一滑軌、一載台、至少一調整座、多個楔型塊以及多個調整件。載台配置於滑軌上。調整座組裝至載台的下方且位於滑軌的一側。楔型塊配置於調整座與載台之間。調整件連接楔型塊與載台，用以調整楔型塊與載台的相對位置，以經由楔型塊推動調整座而調整調整座與滑軌之間的距離。
在本發明之線性滑台的一實施例中，各調整件為一螺絲。各螺絲貫穿載台而鎖附於一個楔型塊，且各螺絲轉動時帶動楔型塊移動。
在本發明之線性滑台的一實施例中，線性滑台更包括至少一螺絲，螺絲貫穿載台而鎖附於調整座。
在本發明之線性滑台的一實施例中，線性滑台更包括多個液靜壓平面軸承。至少一個液靜壓平面軸承組裝至調整座而位於調整座與滑軌之間，其它液靜壓平面軸承組裝至載台而位於載台與滑軌之間。
在本發明之線性滑台的一實施例中，調整件用以調整楔型塊沿一第一方向移動，以經由楔型塊推動調整座沿一第二方向移動，第一方向垂直第二方向。此外，第一方向例如是垂直或平行於載台在滑軌上的移動方向。
在本發明之線性滑台的一實施例中，線性滑台更包括兩個卡合部，分別組裝至調整座的下方以及載台遠離調整座的一側的下方。沿載台在滑軌上的移動方向觀之，載台、調整座與卡合部呈C字形而將滑軌的一部份卡合於其間。
在本發明之線性滑台的一實施例中，線性滑台更包括一傳動軸，配置於滑軌中間並耦合載台，以驅動載台在滑軌上移動。
在本發明之線性滑台的一實施例中，載台的下方具有多個斜面，楔型塊承靠斜面。
基於上述，本發明的線性滑台是簡單地利用調整件與楔型塊而調整調整座與滑軌之間的距離。因此，可以較低的成本達成調整滑軌與載台間隙的目的，且並非個別調整多個位置的間隙而可獲得較佳的均一性。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是本發明一實施例的線性滑台的剖視圖，圖2為圖1的線性滑台在楔型塊附近的局部放大圖。請參照圖1與圖2，本實施例的線性滑台100包括一滑軌110、一載台120、至少一調整座130、多個楔型塊140以及多個調整件150。載台120配置於滑軌110上。調整座130組裝至載台120的下方且位於滑軌110的一側。載台120在滑軌110上的移動方向是平行於Z軸。調整座130組裝至載台120的下方後，調整座130與載台120共同將滑軌110的一部份卡合於兩者之間，以限制載台120在X軸方向的移動。
楔型塊140配置於調整座130與載台120之間。調整件150連接楔型塊140與載台120，用以調整楔型塊140與載台120的相對位置。當楔型塊140與載台120的相對位置改變時，楔型塊140會推動調整座130，進而調整調整座130與滑軌110之間的距離。
圖3是圖1的線性滑台的上視圖，其中省略載台，並僅簡略表達各元件的位置。請參照圖2與圖3，當圖中左邊的楔型塊140經由調整件150的作用往圖2的上方移動而靠近載台120時，楔型塊140會因為與載台120之間的接觸面的作用力而向圖2的右方推動調整座130，進而加大調整座130與滑軌110之間的距離G10。在圖中左邊的的楔型塊140往圖2的上方移動時，也需經由調整件150的作用而使圖中右邊的楔型塊140往圖2的下方移動而遠離載台120，以使調整座130可順利向圖2的右方移動。反之，當圖中左邊的楔型塊140往圖2的下方移動而遠離載台120，且圖中右邊的楔型塊140往圖2的上方移動而靠近載台120時，楔型塊140會推動調整座130向圖2的左方移動，進而縮小調整座130與滑軌110之間的距離G10。
本實施例的調整件150是使楔型塊140沿一第一方向D10(平行於Y軸)移動，以經由楔型塊140推動調整座130沿一第二方向D20(平行於X軸)移動，且第一方向D10垂直第二方向D20。此外，第一方向D10垂直於載台120在滑軌110上的移動方向(Z軸)。另外，本實施例的載台120的下方具有多個斜面124，楔型塊140承靠斜面124。在此，斜面124的定義是指該表面的法線與楔型塊140的移動方向(即第一方向D10)夾一銳角。楔型塊140與調整座130的接觸面的法線則垂直楔型塊140的移動方向。然而，也可設計讓楔型塊140與調整座130的接觸面的法線與楔型塊140的移動方向夾一銳角，而楔型塊140與載台120的接觸面的法線則垂直楔型塊140的移動方向。
藉由這些操作，可將調整座130與滑軌110之間的距離G10調整至理想值。而且，即使線性滑台100在使用一段時間後因為摩擦損耗而導致距離G10加大，也可再次藉由調整件150與楔型塊140將距離G10調整回理想值，不需汰換整組線性滑台100，可提升線性滑台100的耐用性而降低成本。
本實施例的調整件150為螺絲。每個調整件150貫穿載台120而鎖附於一個楔型塊140，且調整件150轉動時會帶動楔型塊140沿Y軸上下移動。調整件150貫穿載台120的部分例如是不具有螺紋的，但不限定於此。此外，本實施例的線性滑台100更包括至少一螺絲160。螺絲160貫穿載台120而鎖附於調整座130。當藉由調整件150與楔型塊140將距離G10調整至理想值後，即可利用螺絲160固定載台120與調整座130的相對位置，以避免距離G10發生變化。另外，載台120供螺絲160貫穿的貫孔122的直徑需大於螺絲160的相對應部分的直徑，以提供載台120與調整座130之間的相對位移的空間。
本實施例的線性滑台100更包括多個液靜壓平面軸承170。至少一個液靜壓平面軸承170組裝至調整座130而位於調整座130與滑軌110之間，本實施例共有三個液靜壓平面軸承170組裝至調整座130。其它液靜壓平面軸承170組裝至載台120而位於載台120與滑軌110之間。組裝至調整座130的液靜壓平面軸承170與調整座130之間不會有相對移動。因此，當藉由調整件150與楔型塊140將調整座130與滑軌110之間的距離G10調整至理想值後，這三個液靜壓平面軸承170與滑軌110之間的距離也會同時被調整至理想值。此外，每個液靜壓平面軸承170都會有供油管道172，而調整座130在對應供油管道172的位置也會有供油管道132，載台120也會有相似的供油管道(圖中未繪示)。藉此，可在調整座130與滑軌110之間獲得具有最佳厚度的油模而達到最大的剛性。此外，由於液體的特性，滑軌110的上半部的兩側與調整座130的距離將會一致。這些供油管道會與外部供油系統及節流器相連，但外部供油系統及節流器屬於本技術領域的常見技術，在此不多做介紹。
請參照圖1，本實施例的線性滑台100還包括兩個卡合部180，分別組裝至調整座130的下方以及載台120遠離調整座130的一側的下方。沿載台120在滑軌110上的移動方向(Z軸)觀之，載台120、調整座130與卡合部呈C字形而將滑軌110的上半部卡合於三者之間。此外，部分的液靜壓平面軸承170是組裝至卡合部180。另外，本實施例的線性滑台100更包括一傳動軸190，配置於滑軌110中間並耦合載台120，以驅動載台120在滑軌110上移動。
圖4是本發明另一實施例的線性滑台的剖視圖，而圖5是圖4的線性滑台的上視圖。圖5中省略載台，並僅簡略表達各元件的位置。請參照圖4與圖5，本實施例與前一實施例的差異在於，本實施例的調整件250是使楔型塊240沿一第三方向D30(平行於Z軸)移動，第三方向D30平行於載台220在滑軌110上的移動方向(Z軸)。當調整件250使楔型塊240沿第三方向D30移動時，楔型塊240會推動調整座230沿第二方向D20(平行於X軸)移動，以達到調整調整座230與滑軌110之間的距離G20的目的。
綜上所述，本發明的線性滑台是簡單地利用調整件與楔型塊而調整調整座與滑軌之間的距離。因此，不需要以高成本的研磨方式而可以較低的成本達成調整滑軌與載台間隙的目的，且在間隙因為磨耗而加大時也可再次調整間隙，延長線性滑台的使用壽命。另外，由於本發明的線性滑台是調整調整座與滑軌之間的距離，並非個別調整多個元件與滑軌之間的距離，因此間隙具有較佳的均一性。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．線性滑台
110．．．滑軌
120、220．．．載台
122．．．貫孔
124．．．斜面
130、230．．．調整座
132、172．．．供油管道
140、240．．．楔型塊
150、250‧‧‧調整件
160‧‧‧螺絲
170‧‧‧液靜壓平面軸承
180‧‧‧卡合部
190‧‧‧傳動軸
G10、G20‧‧‧距離
D10、D20、D30‧‧‧方向
圖1是本發明一實施例的線性滑台的剖視圖。
圖2為圖1的線性滑台在楔型塊140附近的局部放大圖。
圖3是圖1的線性滑台的上視圖。
圖4是本發明另一實施例的線性滑台的剖視圖。
圖5是圖4的線性滑台的上視圖。
100．．．線性滑台
110．．．滑軌
120．．．載台
122．．．貫孔
124．．．斜面
130．．．調整座
140．．．楔型塊
150．．．調整件
160．．．螺絲
170．．．液靜壓平面軸承
180．．．卡合部
190．．．傳動軸

Claims (8)

  1. 一種線性滑台，包括：一滑軌；一載台，配置於該滑軌上，其中該載台的下方具有多個斜面；至少一調整座，組裝至該載台的下方且位於該滑軌的一側；多個楔型塊，配置於該調整座與該載台之間，且該些楔型塊承靠該些斜面；多個液靜壓平面軸承，該些液靜壓平面軸承至少其中之一組裝至該調整座而位於該調整座與該滑軌之間，其它該些液靜壓平面軸承組裝至該載台而位於該載台與該滑軌之間；以及多個調整件，連接該些楔型塊與該載台，用以調整該些楔型塊與該載台的相對位置，以經由該些楔型塊推動該調整座而調整該調整座與該滑軌之間的距離並調整該液靜壓平面軸承與該滑軌之間的距離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之線性滑台，其中各該調整件為一螺絲，各該螺絲貫穿該載台而鎖附於各該楔型塊，各該螺絲轉動時帶動該楔型塊移動。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之線性滑台，更包括至少一螺絲，該螺絲貫穿該載台而鎖附於該調整座。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之線性滑台，其中該些調整件用以調整該些楔型塊沿一第一方向移動，以經由該 些楔型塊推動該調整座沿一第二方向移動，該第一方向垂直該第二方向。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之線性滑台，其中該第一方向垂直該載台在該滑軌上的移動方向。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之線性滑台，其中該第一方向平行該載台在該滑軌上的移動方向。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之線性滑台，更包括兩個卡合部，分別組裝至該調整座的下方以及該載台遠離該調整座的一側的下方，其中沿該載台在該滑軌上的移動方向觀之，該載台、該調整座與該些卡合部呈C字形而將該滑軌的一部份卡合於其間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之線性滑台，更包括一傳動軸，配置於該滑軌中間並耦合該載台，以驅動該載台在該滑軌上移動。
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