專利名稱：移動磁鐵型線性滑臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用于例如電器零件裝配裝置、半導(dǎo)體相關(guān)裝置或機床等各種產(chǎn)業(yè)用機械且適用于其直動機構(gòu)驅(qū)動的線性馬達(dá)，尤其涉及以永久磁石制的磁鐵作為動子、以設(shè)有電樞卷線的電樞作為定子而構(gòu)成的移動磁鐵型(Moving Magnet)線性滑臺。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的使用于電器零件裝配裝置、半導(dǎo)體相關(guān)裝置或機床等各種產(chǎn)業(yè)用機械且適用于其直動機構(gòu)驅(qū)動的移動磁鐵型線性滑臺如圖6所示。而且，圖6所示的是現(xiàn)有技術(shù)的移動磁鐵型線性滑臺的正面剖視圖。
在圖6中，31為可動子，32、33為永久磁石組，34為分割芯體，35為電樞組，36為固定子，37為固定子架，38為固定部，39為平臺，40為導(dǎo)軌，41為滑塊。
線性馬達(dá)的動子31具有平臺39下面并設(shè)了多個勵磁用永久磁石的朝鉛直方向伸展形狀的永久磁石組32、33；定子36具有箱型定子架37上固定的鐵制山形固定部38和固定部38內(nèi)側(cè)以粘接固定的電樞繞組35；電樞繞組35由設(shè)為從兩側(cè)夾著各永久磁石組的、集中繞卷電樞卷線于分割芯體34而構(gòu)成。而且，可動子31依靠由導(dǎo)軌40和滑塊41形成的線性導(dǎo)向裝置而支撐其自由移動(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
日本國特開平11-113238(圖1)發(fā)明內(nèi)容但是，現(xiàn)有的移動磁鐵型線性滑臺，其平臺上永久磁石的固定只是沿該磁石鉛直方向伸展的一端固定的構(gòu)造，構(gòu)造上無法固定兩端，因此存在可動子推力發(fā)生部的機械剛性變?nèi)醯膯栴}。
而且，在現(xiàn)有的吸引力抵消構(gòu)造的情況下，由于在線性導(dǎo)軌上未經(jīng)磁吸引力加壓，機械剛性變?nèi)?，因此也存在控制增益無法提高的問題。
本發(fā)明鑒于這些問題而進(jìn)行，目的在于提供通過給線性導(dǎo)向裝置以適當(dāng)?shù)拇盼Φ膲毫?，實現(xiàn)提高剛性的移動磁鐵型線性滑臺。
為解決上述問題，本發(fā)明由以下構(gòu)成。
權(quán)利要求1的關(guān)于移動磁鐵型線性滑臺的發(fā)明，具有以下特征在具備了于固定基座上平行對面配置的、導(dǎo)向和支撐平臺左右自由移動的滑塊和導(dǎo)軌構(gòu)成的線性導(dǎo)向裝置、讓前述平臺對于前述固定基座在前述導(dǎo)軌的長度方向往復(fù)運動的線性馬達(dá)和檢測前述平臺與前述固定基座的相對位置的檢測裝置的線性滑臺上，前述線性馬達(dá)由前述固定在固定基座的磁性回路的電樞芯體上繞卷著多相電樞繞組的電樞和安裝于前述平臺的介于磁間隙而與前述電樞對面配置的勵磁用永久磁石構(gòu)成；前述檢測裝置由固定于前述平臺的線性尺部和安裝在前述固定基座的用于檢測前述線性尺的傳感器頭部構(gòu)成；前述電樞配置為產(chǎn)生該電樞推力的推力中心軸與前述左右導(dǎo)軌間的中心軸大概一致。
權(quán)利要求2的發(fā)明的特征是權(quán)利要求1記載的移動磁鐵型線性滑臺的構(gòu)造是配置檢測前述電樞和前述勵磁用永久磁石的相對位置的磁極檢測器于前述線性尺的對面，同時將構(gòu)成該磁極檢測器中的其一構(gòu)件霍爾元件固定于固定基座，將另一構(gòu)件磁極檢測用永久磁石固定于前述平臺使其與前述勵磁用永久磁石節(jié)距相同。
權(quán)利要求3的發(fā)明特征是權(quán)利要求1記載的移動磁鐵型線性滑臺的前述固定基座上，為在前述導(dǎo)軌的外側(cè)或內(nèi)側(cè)安裝外部機構(gòu)而設(shè)置有安裝孔。
權(quán)利要求4的發(fā)明特征是權(quán)利要求1記載的移動磁鐵型線性渭臺的前述傳感器頭部上，安裝了轉(zhuǎn)換線性馬達(dá)的磁極檢測信號及尺寸信號等為串行信號的電路。
權(quán)利要求5的發(fā)明特征是權(quán)利要求1和4記載的移動磁鐵型線性滑臺的前述傳感器頭部上有存儲器，當(dāng)輸入的線性馬達(dá)的馬達(dá)參數(shù)，連接此線性滑臺和驅(qū)動器的時候，該馬達(dá)參數(shù)也由前述串行信號轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行串行信號化，傳送信號到驅(qū)動器。
權(quán)利要求6的發(fā)明特征是權(quán)利要求1記載的移動磁鐵型線性滑臺的前述線性尺上，搭載了檢測線性馬達(dá)可動子的絕對位置信號的絕對型編碼器。
根據(jù)權(quán)利要求1、6記載的發(fā)明，依靠勵磁用永久磁石的磁吸引力，可給線性導(dǎo)向裝置加壓，因勵磁用永久磁石單面緊密固定在可動子平臺上，可動子的剛性提高，線性導(dǎo)向裝置因加壓而可提高設(shè)計導(dǎo)向裝置的剛性。
而且，根據(jù)權(quán)利要求2記載的發(fā)明，因設(shè)置了磁極檢測器，伺服機構(gòu)ON的時候，立即可以檢測出線性電樞和勵磁永久磁石的相對位置，簡化了配置。
根據(jù)權(quán)利要求3記載的發(fā)明，因在空余空間加工了用戶的安裝加工孔，可將滑臺寬度尺寸設(shè)計得較小。
根據(jù)權(quán)利要求4、5記載的發(fā)明，馬達(dá)參數(shù)也是串行傳送化的構(gòu)成，予先將馬達(dá)常數(shù)等信息記憶于線性滑臺，通過在驅(qū)動器連接時輸入馬達(dá)參數(shù)信息，以便將來假設(shè)驅(qū)動器破損交換之時，即使換成其他驅(qū)動器，也可以立即恢復(fù)為與原來同一狀態(tài)。


(圖1)本發(fā)明第1實施例所示的移動磁鐵型線性滑臺的平面圖(圖2)圖1的沿A-A線的剖視圖(圖3)本發(fā)明線性尺用的傳感器頭部的立體圖(圖4)第2實施例所示的移動磁鐵型線性滑臺的平面圖(圖5)圖4的沿A-A線的剖視圖(圖6)表示現(xiàn)有技術(shù)的移動磁鐵型線性滑臺的剖視圖符號說明
1 固定基座2 電樞3 平臺4 勵磁用永久磁石5 線性尺6 傳感器頭部7 滑塊8 導(dǎo)軌9 止動器10 馬達(dá)導(dǎo)線11 線性尺導(dǎo)線12 驅(qū)動器13 串行轉(zhuǎn)換電路14 存儲器IC15、16 安裝孔17 磁極檢測器磁石18 磁極檢測器頭部19 串行轉(zhuǎn)換器具體實施方式
以下，參照

本發(fā)明的實施形態(tài)。
(實施例1)圖1是本發(fā)明第1實施例所示的移動磁鐵型線性滑臺的平面圖，圖2是圖1的沿A-A線的剖視圖。
圖中，1是固定基座，2是電樞，3是平臺，4是勵磁用永久磁石，5是線性尺，6是傳感器頭部，7是滑塊，8是導(dǎo)軌，9是止動器，10是馬達(dá)導(dǎo)線，11是線性尺導(dǎo)線，12是驅(qū)動器。
本發(fā)明特征如下。
即，移動磁鐵型線性滑臺基本上由以下構(gòu)成。它們是由平行對面配置于固定基座1、導(dǎo)向和支撐平臺3左右自由移動的滑塊7和導(dǎo)軌8構(gòu)成的線性導(dǎo)向裝置；讓平臺3相對固定基座1在導(dǎo)軌8的長度方向往復(fù)運動的線性馬達(dá)；檢測平臺3和固定基座1的相對位置的檢測裝置。該線性馬達(dá)由固定在固定基座1的磁性回路的電樞芯體上繞卷著多相電樞繞組的電樞2和安裝在平臺3且介于磁間隙而與電樞2對面配置的平板狀勵磁用永久磁石4構(gòu)成；而且，該檢測裝置由固定于平臺3的線性尺5和安裝在固定基座1側(cè)的用于檢測線性尺5的傳感器頭部6構(gòu)成。
另外，電樞2固定于固定基座1上的夾在左右導(dǎo)軌8之間的固定基座1時，產(chǎn)生該電樞2推力的推力中心軸配置為與左右導(dǎo)軌8之間的中軸線G-G大概一致。
圖3為表示本發(fā)明線性尺傳感器頭部的立體圖。
圖3中，13為串行轉(zhuǎn)換電路，14為存儲器IC。
傳感器頭部6裝有轉(zhuǎn)換線性馬達(dá)的磁極檢測信號及尺寸信號為串行信號的轉(zhuǎn)換電路13。而且，其構(gòu)造是有存儲器14并且輸入線性馬達(dá)的馬達(dá)參數(shù)，連接此線性滑臺和驅(qū)動器12時，該馬達(dá)參數(shù)也由串行信號轉(zhuǎn)換電路13進(jìn)行串行信號化，傳送信號到驅(qū)動器12。
而且，固定基座1上，設(shè)置了導(dǎo)軌8的長度方向前后止動器9，防止平臺3過度行走。
下面就動作予以說明。
如圖1、2所示，當(dāng)從未圖示的外部電源給線性電樞通電后，相對于固定基座在導(dǎo)軌上沿長度方向往復(fù)移動平臺，此時，相對于平臺側(cè)設(shè)置的線性尺，由固定基座側(cè)設(shè)置的傳感器頭部6檢測出平臺與固定基座的相對位置后，如圖3所示，由傳感器頭部6內(nèi)部的串行轉(zhuǎn)換電路13使線性尺信號、磁極信號及存儲器IC14內(nèi)記憶的馬達(dá)參數(shù)進(jìn)行串行轉(zhuǎn)換，傳送到驅(qū)動器12。以該傳送到驅(qū)動器12的前述信號和馬達(dá)參數(shù)等為基礎(chǔ)，由驅(qū)動器12決定線性馬達(dá)的高精度位置。
因此，本發(fā)明第1實施例的移動磁鐵型線性滑臺由相對于固定基座1導(dǎo)向和支撐平臺3自由移動的線性導(dǎo)向裝置、于平臺3側(cè)配置勵磁用永久磁石4且于固定基座1配置電樞2而形成的線性馬達(dá)、固定線性尺5于平臺3且固定傳感器頭部6于固定基座1的檢測裝置構(gòu)成，所以固定勵磁用永久磁石4于平臺3側(cè)之時安裝面積大，可以提高推力發(fā)生部的剛性。
另外，因電樞2固定于固定基座1上的夾在左右導(dǎo)軌8之間的固定基座1之際，產(chǎn)生該電樞2推力的推力中心軸配置為與左右導(dǎo)軌8之間的中心軸G-G大概一致，勵磁用永久磁石產(chǎn)生的磁吸引力成為給線性導(dǎo)向裝置加壓的構(gòu)造，因為響應(yīng)性提高，所以可提高控制增益時的振動界限，也可降低高頻速度振動。
此外，從可動子引出的馬達(dá)導(dǎo)線10、線性尺導(dǎo)線11等導(dǎo)線全部配置在定子側(cè)，因此可以排除像移動線圈型滑臺的配線盒。
而且，傳感器頭部6因配置了轉(zhuǎn)換線性馬達(dá)磁極檢測信號及尺寸信號為串行信號的串行轉(zhuǎn)換電路13，比起現(xiàn)有的脈沖傳送可以大容量傳送，可以得到高速且高分辨率的線性驅(qū)動系統(tǒng)。另外，根據(jù)本實施例，比起現(xiàn)有的脈沖串傳送，可提高10倍最小定位分辨率的性能。
(實施例2)圖4位表示本發(fā)明第2實施例所示的移動磁鐵型線性滑臺的平面圖，圖5是圖4的沿A-A線的剖視圖。
在第1實施例中，為了用戶固定于機器之用而在固定基座1上加工平行的兩列安裝孔時，為在導(dǎo)軌8外側(cè)安裝外部機器而設(shè)置了安裝孔15，而在第2實施例中，考慮到因電樞線圈連接處理部的影響，單側(cè)的線圈結(jié)尾部寬度會增加，在電樞側(cè)面和線性導(dǎo)軌之間的空間部分設(shè)置了安裝孔16。
因此第2實施例是在電樞和線性導(dǎo)軌之間的空余空間加工安裝孔的構(gòu)造，可減小線性滑臺的寬度尺寸。
(實施例3)圖4為表示本發(fā)明第3實施例的構(gòu)成圖。
圖中，17為磁極檢測器磁石、18為磁極檢測器頭部、19為串行轉(zhuǎn)換器。
滑臺線性尺的對面為了檢測線性電樞2和勵磁用永久磁石4的相對位置而配置的磁極檢測器的構(gòu)造，配備有霍爾元件的磁極檢測器的頭部18固定于固定基座1側(cè)，而且，以勵磁用永久磁石4同一節(jié)距將磁極檢測器磁石17配置固定于平臺3側(cè)。
該磁極檢測信號與線性尺的從傳感器頭部6輸出的尺寸信號一起，由串行轉(zhuǎn)換器19變?yōu)榇行盘?，接到?qū)動器12而被傳送。
因此，第3實施例因設(shè)置了為進(jìn)行初期磁極檢測的磁極檢測器于線性尺的對面的滑臺側(cè)部，同樣為檢測側(cè)(霍爾元件)固定在固定基座上、磁極傳感器用磁石固定在平臺上的結(jié)構(gòu)，因此，伺服機構(gòu)為ON的時候，可以立即檢測出電樞和勵磁用永久磁石的相對位置從而簡化配置。
另外，本實施例所述的線性尺，優(yōu)選搭載了檢測動子絕對位置信號的絕對型編碼器。據(jù)此，可以提供接通電源時不必恢復(fù)原點動作、操作簡單的線性滑臺。
通過如此提高機構(gòu)剛性的構(gòu)造，可以提高線性馬達(dá)的控制性能(高速響應(yīng)性、速度脈動性)，因此可適用于決定高速整定位置的滑動組件，也適用于實現(xiàn)低速脈動高精度的一定移動的滑動組件。
權(quán)利要求
1.一種移動磁鐵型線性滑臺，其具備于固定基座平行對面配置的、導(dǎo)向和支撐平臺左右自由移動的滑塊和導(dǎo)軌構(gòu)成的線性導(dǎo)向裝置、讓前述平臺對于前述固定基座在前述導(dǎo)軌的長度方向往復(fù)運動的線性馬達(dá)和檢測前述平臺和前述固定基座的相對位置的檢測裝置的線性滑臺，其特征是前述線性馬達(dá)由前述固定在固定基座的磁性回路的電樞芯體上繞卷著多相電樞卷線的電樞和安裝在前述平臺并介于磁間隙而與前述電樞對面配置的永久磁石構(gòu)成；前述檢測裝置由固定于前述平臺的線性尺部和安裝在前述固定基座上用于檢測前述線性尺寸的傳感器頭部構(gòu)成；前述電樞的產(chǎn)生該電樞推力的推力中心軸配置為與前述左右導(dǎo)軌間的中軸線大概一致。
2.權(quán)利要求1記載的移動磁鐵型線性滑臺，其特征是其為將檢測前述電樞和前述勵磁用永久磁石的相對位置的磁極檢測器配置在前述線性尺的對面的構(gòu)造，同時將構(gòu)成該磁極檢測器中的其一構(gòu)件霍爾元件固定于固定基座，將另一構(gòu)件磁極檢測用永久磁石固定于前述平臺使其與前述勵磁用永久磁石節(jié)距相同。
3.權(quán)利要求1記載的移動磁鐵型線性滑臺，其特征是前述固定基座上，為在前述導(dǎo)軌的外側(cè)或內(nèi)側(cè)安裝外部機構(gòu)而設(shè)置有安裝孔。
4.權(quán)利要求1記載的移動磁鐵型線性滑臺，其特征是前述傳感器頭部上安裝了轉(zhuǎn)換線性馬達(dá)的磁極檢測信號及尺寸信號等為串行信號的電路。
5.權(quán)利要求1或4記載的移動磁鐵型線性滑臺，其特征是前述傳感器頭部上設(shè)有存儲器，當(dāng)輸入線性馬達(dá)的馬達(dá)參數(shù)并連接此線性滑臺和驅(qū)動器時，該馬達(dá)參數(shù)也由前述串行信號轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行串行信號化，傳送信號到驅(qū)動器。
6.權(quán)利要求1記載的移動磁鐵型線性滑臺，其特征是前述線性尺上搭載了檢測線性馬達(dá)可動子的絕對位置信號的絕對型編碼器。
全文摘要
本發(fā)明是移動磁鐵型線性滑臺，可通過給線性導(dǎo)向裝置以適當(dāng)?shù)拇盼訅?，提高剛性。移動磁鐵型線性滑臺由導(dǎo)向和支撐平臺3相對于固定基座1自由移動的線性導(dǎo)向裝置；平臺3側(cè)配置勵磁用永久磁石4、固定基座1上配置電樞2而形成的線性馬達(dá)；固定線性尺5于平臺3、固定傳感器頭部6于固定基座1的檢測機構(gòu)構(gòu)成。而且，將電樞2固定于固定基座1上的夾在左右導(dǎo)軌8之間的固定基座1時，產(chǎn)生該電樞2推力的推力中心軸配置為與左右導(dǎo)軌8之間的中軸線G－G大概一致，因此對勵磁用永久磁石產(chǎn)生的磁吸引力給線性導(dǎo)向裝置加壓。
文檔編號H02K41/03GK1930765SQ20058000823
公開日2007年3月14日 申請日期2005年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者宮本恭祐, 大賀史郎 申請人:株式會社安川電機