專利名稱：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氣元件安裝裝置、半導(dǎo)體相關(guān)裝置或機(jī)床等各種工業(yè)機(jī)械且適用于其直動機(jī)構(gòu)驅(qū)動用的線性馬達(dá)，特別涉及以永久磁鐵制場磁鐵作為動子，以具有電樞繞組的電樞作為定子而構(gòu)成的吸引力抵消型構(gòu)造的動磁鐵型(Moving Magnet)線性滑臺。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的使用于電氣元件安裝裝置、半導(dǎo)體相關(guān)裝置或機(jī)床等各種工業(yè)機(jī)械且適用于其直動機(jī)構(gòu)驅(qū)動用的動磁鐵型線性滑臺如圖6和圖7所示。而且，圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)的動磁鐵型線性滑臺的平面圖，圖7是圖6的側(cè)視圖。
在圖6、圖7中，31是固定底座，32是電樞，33是平臺，34是勵(lì)磁用永久磁鐵，35是線性尺，36是傳感器探頭，37是滑臺，38是導(dǎo)軌，39是止動器，40是馬達(dá)導(dǎo)線，41是線性尺電纜導(dǎo)線，42是驅(qū)動器，43是傳感器保持架。
固定底座31設(shè)有平行地相對配置的導(dǎo)向并支撐平臺33的左右自由移動的滑塊37和導(dǎo)軌38組成的直線導(dǎo)軌。
此外，直線導(dǎo)軌之間設(shè)有固定在固定底座31上的電樞32和固定于平臺33的底面且與電樞32隔著空隙相對配置的勵(lì)磁用永久磁鐵34。
在固定底座31的側(cè)面固定線性尺35，在平臺33的側(cè)面通過傳感器保持架43固定傳感器探頭部36使其與線性尺35相對，從而檢測出平臺33和固定底座31的相對位置。
由于現(xiàn)有的動磁鐵型線性滑臺為傳感器探頭部36固定于平臺33，因此形成平臺驅(qū)動時(shí)線性尺電纜導(dǎo)線41隨之移動的構(gòu)造。此外，與驅(qū)動器42組合時(shí)，馬達(dá)參數(shù)記錄于驅(qū)動器42的內(nèi)部存儲器(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
日本國特開平06-054516號公報(bào)(圖1)

發(fā)明內(nèi)容
但是，由于現(xiàn)有的動磁鐵型線性滑臺為線性尺配置于滑塊的一個(gè)側(cè)面?zhèn)龋虼穗姌械耐屏χ行妮SG-G和線性尺安裝位置的中心軸S-S之間的距離L很長，線性馬達(dá)控制時(shí)，由于平臺驅(qū)動的微小振動的影響，尺側(cè)產(chǎn)生微小振動，因此存在無法提升伺服增益、速度波動變大等問題。
本發(fā)明為解決此種問題而進(jìn)行，目的是提供一種通過將線性尺的配置位置與線性馬達(dá)的推力中心軸置于同一直線上，能夠使線性馬達(dá)驅(qū)動時(shí)的微小振動的影響最小化的同時(shí)，容易提升伺服增益，還可以減小速度波動的動磁鐵型線性滑臺。
為解決以上問題，權(quán)利要求1的發(fā)明是具有由與固定底座平行地相對配置的導(dǎo)向并支撐平臺左右自由移動的滑塊和導(dǎo)軌組成的直線導(dǎo)軌、使前述平臺相對于前述固定底座沿前述導(dǎo)軌上的長度方向往復(fù)運(yùn)動的線性馬達(dá)、及檢測前述平臺和前述固定底座相對位置的檢測器件的線性滑臺；前述線性馬達(dá)是由固定于前述固定底座中央的形成磁氣回路的在電樞鐵心上卷繞多相電樞繞組的電樞和延伸地安裝于前述平臺底面的垂直方向且在設(shè)置于前述平臺左右的直線導(dǎo)軌的內(nèi)側(cè)面和前述電樞的外側(cè)面之間隔著空隙相對配置的勵(lì)磁用永久磁鐵構(gòu)成的吸引力抵消型線性馬達(dá)；前述檢測器件由固定于前述平臺底面?zhèn)鹊木€性尺部和安裝于前述電樞頂面?zhèn)鹊挠糜跈z測前述線性尺的傳感器探頭部構(gòu)成，同時(shí)前述線性尺和前述傳感器探頭構(gòu)成的檢測器件的中心軸與前述電樞的推力中心軸大致一致。
權(quán)利要求2的發(fā)明為在如權(quán)利要求1所述的動磁鐵型線性滑臺中，其為將檢測前述電樞和前述勵(lì)磁用永久磁鐵相對位置的磁極檢測器配置在前述左右直線導(dǎo)軌中的一個(gè)側(cè)面?zhèn)鹊臉?gòu)造，同時(shí)將構(gòu)成磁極檢測器探頭的其中一方霍爾元件固定于固定底座側(cè)，另一方磁極檢測器用永久磁鐵固定于前述平臺側(cè)使其與前述勵(lì)磁用永久磁鐵節(jié)距相同。
權(quán)利要求3的發(fā)明為在如權(quán)利要求2所述的動磁鐵型線性滑臺中，前述霍爾元件檢測出的磁極檢測信號和前述傳感器探頭檢測出的線性尺信號連接于同一串行轉(zhuǎn)換器，一起轉(zhuǎn)換為串行信號后連接于驅(qū)動器并進(jìn)行傳送。
權(quán)利要求4的發(fā)明為在如權(quán)利要求3所述的動磁鐵型線性滑臺中，前述串行轉(zhuǎn)換器嵌裝于前述傳感器探頭內(nèi)。
權(quán)利要求5的發(fā)明為在如權(quán)利要求3或4所述的動磁鐵型線性滑臺中，其為前述傳感器探頭或前述串行轉(zhuǎn)換器設(shè)有存儲器，在該存儲器內(nèi)輸入線性馬達(dá)的馬達(dá)參數(shù)，此線性滑臺和驅(qū)動器連接時(shí)，此馬達(dá)參數(shù)也通過前述串行信號轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行串行信號化，并傳送信號給驅(qū)動器的構(gòu)造。
權(quán)利要求6的發(fā)明為在如權(quán)利要求1所述的動磁鐵型線性滑臺中，前述線性尺搭載有檢測出線性馬達(dá)動子絕對位置信號的絕對型編碼器。
權(quán)利要求7的發(fā)明為在如權(quán)利要求1所述的動磁鐵型線性滑臺中，前述固定底座上設(shè)有用于在前述導(dǎo)軌的外側(cè)或內(nèi)側(cè)安裝外部機(jī)器的安裝孔。
根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，由于在線性馬達(dá)的推力中心軸上配置固定有線性尺，因此能夠使因平臺驅(qū)動時(shí)的微小振動而給予傳感器信號的振動影響最小化，由于能夠提升伺服增益或降低速度波動，因此能夠提高對其進(jìn)行搭載的機(jī)器的定位穩(wěn)定性能或一定進(jìn)給性能。
根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)明，由于設(shè)有磁極檢測器，因此伺服機(jī)構(gòu)ON時(shí)能夠立即檢測出線性馬達(dá)電樞和勵(lì)磁用永久磁鐵的相對位置，能夠簡化配置。
根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)明，通過將磁極檢測信號和線性尺信號轉(zhuǎn)換為串行信號后連接于驅(qū)動器并進(jìn)行傳送，與現(xiàn)有的脈沖傳送相比能夠進(jìn)行大容量傳送，能夠構(gòu)筑高速、高分辨率的線性驅(qū)動系統(tǒng)。
根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，由于是串行轉(zhuǎn)換器嵌裝于前述傳感器探頭內(nèi)的構(gòu)成，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。
根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)明，通過馬達(dá)參數(shù)也進(jìn)行串行傳送化，可以預(yù)先將馬達(dá)常數(shù)信息等存儲于線性滑塊，通過連接驅(qū)動器時(shí)將馬達(dá)參數(shù)信息輸入至驅(qū)動器，以便將來假設(shè)驅(qū)動器破損交換時(shí)，即使換成其他的驅(qū)動器也可以立即恢復(fù)為與原來相同的狀態(tài)。
根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)明，由于線性尺的信號輸出形態(tài)為絕對信號，因此電源接通時(shí)不需要原點(diǎn)復(fù)位動作，適合于機(jī)床等加工時(shí)原點(diǎn)復(fù)位動作影響加工精度的用途。
根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)明，由于將用戶的安裝加工孔加工在空余空間，因此能夠?qū)⒒_寬度尺寸設(shè)計(jì)得很小。


圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的動磁鐵型線性滑臺的平面圖。
圖2是圖1的側(cè)視圖。
圖3是表示本發(fā)明采用的進(jìn)行線性尺信號等處理的電路形態(tài)的立體圖，(a)表示線性尺用傳感器探頭，(b)表示串行轉(zhuǎn)換器。
圖4是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的動磁鐵型線性滑臺的平面圖。
圖5是圖4的側(cè)視圖。
圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)的動磁鐵型線性滑臺的平面圖。
圖7是圖6的側(cè)視圖。
符號說明1 固定底座2 電樞3 平臺4 勵(lì)磁用永久磁鐵5 線性尺6 傳感器探頭7 滑臺8 導(dǎo)軌9 止動器10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固定孔16傳感器保持架17磁性體軛鐵
20磁極檢測器磁鐵21磁極檢測器探頭22磁極檢測器導(dǎo)線23磁極檢測器保持架31固定底座32電樞33平臺34勵(lì)磁用永久磁鐵35線性尺36傳感器探頭37滑臺38導(dǎo)軌39止動器40馬達(dá)導(dǎo)線41線性尺電纜導(dǎo)線42驅(qū)動器43傳感器保持架具體實(shí)施方式
以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
實(shí)施例1圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的動磁鐵型線性滑臺的平面圖，圖2是圖1的側(cè)視圖。
在圖中，1是固定底座，2是電樞，3是平臺，4是勵(lì)磁用永久磁鐵，5是線性尺，6是傳感器探頭，7是滑臺，8是導(dǎo)軌，9是止動器，10是馬達(dá)導(dǎo)線，11是線性尺電纜導(dǎo)線，12是驅(qū)動器，15是安裝孔，16是傳感器保持架，17是磁性體軛鐵。
以下是本發(fā)明的特征。
即動磁鐵型線性滑臺基本由與固定底座1平行地相對配置的導(dǎo)向并支撐平臺3左右自由移動的滑塊7和導(dǎo)軌8組成的直線導(dǎo)軌、使平臺3相對于固定底座1沿導(dǎo)軌8上的長度方向往復(fù)運(yùn)動的線性馬達(dá)、及檢測出平臺3和固定底座1相對位置的檢測器件構(gòu)成。此外，該線性馬達(dá)是由固定于固定底座1中央的形成磁氣回路的在電樞鐵心上卷繞多相電樞繞組的電樞2和延伸地安裝于平臺3底面的垂直方向且在設(shè)置于平臺3左右的直線導(dǎo)軌的內(nèi)側(cè)面和電樞2的外側(cè)面之間隔著空隙相對配置的勵(lì)磁用永久磁鐵4組成的吸引力抵消型構(gòu)造。
此外，該檢測器件由固定于平臺3底面?zhèn)鹊木€性尺部5和安裝于電樞2頂面?zhèn)鹊挠糜跈z測線性尺5的傳感器探頭部6構(gòu)成，同時(shí)線性尺5和傳感器探頭6構(gòu)成的檢測器件的中心軸與電樞2的推力中心軸G-G大致一致。
此外，在本實(shí)施例中，在固定底座1上平行地加工2列用于用戶將線性滑臺固定在機(jī)器上的孔時(shí)，將安裝孔15設(shè)在導(dǎo)軌8的外側(cè)或內(nèi)側(cè)，特別是在導(dǎo)軌8的內(nèi)側(cè)設(shè)置的安裝孔15，由于其為加工在電樞和直線導(dǎo)軌的空余空間的構(gòu)造，因此能夠?qū)⒒_的寬度尺寸設(shè)計(jì)得很小。
此外，在滑臺的行程末端(直線導(dǎo)軌的前后端)設(shè)有4處防止過度行走的綜合了止動器功能和搬運(yùn)手柄功能的止動器9。
圖3是表示本發(fā)明采用的進(jìn)行線性尺信號等處理的電路形態(tài)的立體圖，(a)表示線性尺用傳感器探頭，(b)是表示串行轉(zhuǎn)換器的立體圖。在圖3中，13是串行轉(zhuǎn)換電路，14是存儲器IC。
傳感器探頭6嵌有將線性馬達(dá)的磁極檢測信號和尺信號等轉(zhuǎn)換為串行信號的串行轉(zhuǎn)換電路13。此外，傳感器探頭6的構(gòu)造為具有存儲器IC14并輸入線性馬達(dá)的馬達(dá)參數(shù)，此線性滑臺和驅(qū)動器12連接時(shí)，此馬達(dá)參數(shù)也通過串行信號轉(zhuǎn)換電路13進(jìn)行串行信號化，并傳送信號至驅(qū)動器12。
以下對其動作進(jìn)行說明。
如圖1、2所示，線性滑臺當(dāng)未圖示的外部電源通電給線性馬達(dá)的電樞2時(shí)，平臺3相對于固定底座1沿導(dǎo)軌8的長度方向做往復(fù)運(yùn)動。此時(shí)，通過相對于設(shè)置在平臺3側(cè)的線性尺5而設(shè)置在固定底座1側(cè)的傳感器探頭6檢測出平臺3和固定底座1的相對位置后，如圖3所示，通過傳感器探頭6內(nèi)部的串行轉(zhuǎn)換電路13，對線性尺信號、磁極信號和存儲于存儲器IC14的馬達(dá)參數(shù)進(jìn)行串行轉(zhuǎn)換，并通信傳送給驅(qū)動器12。根據(jù)傳送給此驅(qū)動器12側(cè)的前述信號、馬達(dá)參數(shù)等來進(jìn)行通過驅(qū)動器12的線性馬達(dá)的高精度定位。通過此構(gòu)成，與現(xiàn)有的脈沖傳送相比能夠?qū)崿F(xiàn)大容量傳送，能夠得到高速、高分辨率的線性驅(qū)動系統(tǒng)。此外，與現(xiàn)有的脈沖串傳送相比，能夠提高至10倍最小定位分辨率。
因此，本發(fā)明第1實(shí)施例涉及的動磁鐵型線性滑臺采用場磁鐵部與設(shè)置在固定底座上的電樞的兩側(cè)面隔著空隙相對配置的吸引力抵消型構(gòu)造的線性馬達(dá)，同時(shí)由于是在電樞的推力中心軸上配置固定線性尺的構(gòu)成，因此能夠使因平臺驅(qū)動時(shí)的微小振動而給予傳感器信號的振動影響最小化，能夠?qū)崿F(xiàn)提升伺服增益或降低速度波動。因此，能夠提高搭載有此種線性滑臺的機(jī)器的定位穩(wěn)定性能或固定進(jìn)給性能。
此外，由于將馬達(dá)導(dǎo)線10、線性尺導(dǎo)線11等導(dǎo)線類全部從動子側(cè)配置于定子側(cè)，因此與可動線圈型線性滑臺相比能夠排除配線盒。
實(shí)施例2圖4是表示第2實(shí)施例的構(gòu)成的圖。
圖中20是磁極檢測器磁鐵，21是磁極檢測器探頭，22是磁極檢測器導(dǎo)線，23是磁極檢測器保持架。
第2實(shí)施例與第1實(shí)施例的不同點(diǎn)是檢測電樞2和勵(lì)磁用永久磁鐵4相對位置的磁極檢測器是配置于左右直線導(dǎo)軌中的一個(gè)側(cè)面?zhèn)鹊臉?gòu)造，同時(shí)將構(gòu)成磁極檢測器探頭21的其中一方霍爾元件固定于固定底座1側(cè)，將另一方磁極檢測器用永久磁鐵20固定于前述平臺3側(cè)使其與勵(lì)磁用永久磁鐵4節(jié)距相同。
由此磁極檢測器探頭21檢測出的磁極檢測信號和線性尺的由傳感器探頭6輸出的尺信號一起由串行轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行串行信號化，其后連接于驅(qū)動器12并進(jìn)行通信傳送。
因此，第2實(shí)施例是將用于進(jìn)行初期磁極檢測的磁極檢測器設(shè)置于與線性尺相反的滑塊側(cè)部，由于也是檢測出側(cè)(霍爾元件)固定于固定底座、磁極傳感器用磁鐵固定于平臺的構(gòu)成，因此伺服機(jī)構(gòu)ON時(shí)能夠立即檢測出電樞和勵(lì)磁用永久磁鐵的相對位置，能夠簡化配置。
此外，本實(shí)施例所述的線性尺優(yōu)選使用搭載有檢測出動子絕對位置信號的絕對型編碼器。據(jù)此，能夠提供電源接通時(shí)不需要原點(diǎn)復(fù)位動作的操作簡單的線性滑臺。
如此，由于本發(fā)明通過在可動側(cè)不使用具有導(dǎo)線的部件來實(shí)現(xiàn)高頻度動作，因此也能夠適用于例如要求高速響應(yīng)性、驅(qū)動負(fù)荷高的半導(dǎo)體元件制造機(jī)器用的焊接機(jī)。此外，有效地利用等速進(jìn)給的圓滑性，可以更適用于高精度機(jī)床的進(jìn)給軸。
權(quán)利要求
1.一種動磁鐵型線性滑臺，具有由與固定底座平行地相對配置的導(dǎo)向并支撐平臺左右自由移動的滑塊和導(dǎo)軌組成的直線導(dǎo)軌、使前述平臺相對于前述固定底座沿前述導(dǎo)軌上的長度方向往復(fù)運(yùn)動的線性馬達(dá)、及檢測前述平臺和前述固定底座相對位置的檢測器件的線性滑臺；其特征為前述線性馬達(dá)是由固定于前述固定底座中央的形成磁氣回路的在電樞鐵心上卷繞多相電樞繞組的電樞和延伸地安裝于前述平臺底面的垂直方向且在設(shè)置于前述平臺左右的直線導(dǎo)軌的內(nèi)側(cè)面和前述電樞的外側(cè)面之間隔著空隙相對配置的勵(lì)磁用永久磁鐵構(gòu)成的吸引力抵消型線性馬達(dá)；前述檢測器件由固定于前述平臺底面?zhèn)鹊木€性尺部和安裝于前述電樞頂面?zhèn)鹊挠糜跈z測前述線性尺的傳感器探頭部構(gòu)成，同時(shí)前述線性尺和前述傳感器探頭構(gòu)成的檢測器件的中心軸與前述電樞的推力中心軸大致一致。
2.如權(quán)利要求1所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為其為將檢測前述電樞和前述勵(lì)磁用永久磁鐵相對位置的磁極檢測器配置在前述左右直線導(dǎo)軌中的一個(gè)側(cè)面?zhèn)鹊臉?gòu)造，同時(shí)將構(gòu)成磁極檢測器探頭的其中一方霍爾元件固定于固定底座側(cè)，將另一方磁極檢測器用永久磁鐵固定于前述平臺側(cè)使其與前述勵(lì)磁用永久磁鐵節(jié)距相同。
3.如權(quán)利要求2所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為前述霍爾元件檢測出的磁極檢測信號和前述傳感器探頭檢測出的線性尺信號連接于同一串行轉(zhuǎn)換器，一起轉(zhuǎn)換為串行信號后連接于驅(qū)動器并進(jìn)行傳送。
4.如權(quán)利要求3所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為前述串行轉(zhuǎn)換器嵌裝于前述傳感器探頭內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為其為前述傳感器探頭或前述串行轉(zhuǎn)換器設(shè)有存儲器，在該存儲器內(nèi)輸入線性馬達(dá)的馬達(dá)參數(shù)，此線性滑臺和驅(qū)動器連接時(shí)，此馬達(dá)參數(shù)也通過前述串行信號轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行串行信號化，并傳送信號給驅(qū)動器的構(gòu)造。
6.如權(quán)利要求1所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為前述線性尺搭載有檢測線性馬達(dá)動子絕對位置信號的絕對型編碼器。
7.如權(quán)利要求1所述的動磁鐵型線性滑臺，其特征為前述固定底座上設(shè)有用于在前述導(dǎo)軌的外側(cè)或內(nèi)側(cè)安裝外部機(jī)器的安裝孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使線性馬達(dá)驅(qū)動時(shí)的微小振動的影響最小化，可以容易地提升伺服增益并減小速度波動的動磁鐵型線性滑臺。具體為動磁鐵型線性滑臺由使平臺(3)往復(fù)運(yùn)動的線性馬達(dá)和檢測平臺(3)與固定底座(1)相對位置的檢測器件構(gòu)成，該線性馬達(dá)由在固定于固定底座(1)的電樞鐵心上卷繞多相電樞繞組的電樞(2)和安裝于平臺(3)底面的垂直方向且在直線導(dǎo)軌的內(nèi)側(cè)面和電樞(2)的外側(cè)面之間隔著空隙配置的勵(lì)磁用永久磁鐵(4)構(gòu)成。此外，該檢測器件由固定于平臺(3)底面?zhèn)鹊木€性尺部(5)和安裝于電樞(2)頂面?zhèn)鹊膫鞲衅魈筋^部(6)組成，并使該檢測器件的中心軸與電樞(2)的推力中心軸G－G大致一致。
文檔編號H02K41/03GK1961470SQ20058001771
公開日2007年5月9日 申請日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者宮本恭祐 申請人:株式會社安川電機(jī)