一種單側(cè)c型無鐵芯直線電機運動模組的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及直線電機技術，特別涉及一種單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組。
【背景技術】
[0002]無鐵芯直線電機具有零齒槽效應、零定位力、動子與定子之間沒有吸引力、寬速度范圍、高動態(tài)性能、極平穩(wěn)的運行、極高的定位精度、振動噪聲小等優(yōu)點，使得無鐵芯直線電機廣泛用于精密加工機床領域，尤其適用于半導體光刻、PC板檢查和鉆孔、晶片處理加工、離子注入、電子裝配及坐標測量等精密伺服領域。
[0003]無鐵芯直線電機可分為動磁鋼型和動線圈型，要根據(jù)不同應用場合來選擇。在紡織取放料、SMT抓取等設備中，目前都常采用動線圈型無鐵芯直線電機，其優(yōu)點是運動部件的重量較輕，加速度大，但缺點是電纜在移動，有可能產(chǎn)生故障。而在紡織和SMT等設備中，要求電機運動模塊體積最小化，尤其是對模塊的厚度有嚴格限制。
[0004]目前，市場上已有的動圈式無鐵芯直線電機技術一般都采用雙邊磁軌“U”型結(jié)構(gòu)，這樣雖然提高了電機的驅(qū)動力，但是磁體數(shù)量是有鐵芯直線電機的兩倍，且雙邊磁軛及其連接支撐板使得電機體積較大，其運動模組的光柵編碼器、讀數(shù)頭、固定導向?qū)к壎挤胖迷凇癠”型雙邊磁軌兩側(cè)，顯得整個運動模組體積更大。
[0005]除此之外，這種“U”型雙邊磁軌無鐵芯直線電機高速運動時，電機的反電動勢比較大，對直流母線電壓要求也較高，從而不利于高速運動；若無鐵芯直線電機采用單邊磁軌結(jié)構(gòu)，電機推力又往往不足，只能帶輕載運行。
[0006]因而現(xiàn)有技術還有待改進和提高。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]鑒于上述現(xiàn)有技術的不足之處，本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、剛度強的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組。
[0008]為了達到上述目的，本實用新型采取了以下技術方案:
[0009]一種單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組，其包括C型無鐵芯直線電機、導軌、在導軌上滑動的滑塊、光柵尺、讀數(shù)模組和用于承載負載設備的承載轉(zhuǎn)接板，所述C型無鐵芯直線電機包括:定子、至少一個相對所述定子運動的動子和設置在所述定子上的磁鐵組，所述導軌和光柵尺裝設于所述定子上，所述動子包括線圈組，所述線圈組具有用于包圍所述磁鐵組的頂面和兩個側(cè)面的凹部，所述磁鐵組與凹部之間具有氣隙，所述線圈組和讀數(shù)模組裝設于所述承載轉(zhuǎn)接板上，所述讀數(shù)模組包括讀數(shù)頭和讀數(shù)頭轉(zhuǎn)接板。
[0010]所述的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組中，所述定子包括第一磁軛部分、第二磁軛部分和承載固定部分，所述第一磁軛部分高于第二磁軛部分，所述第二磁軛部分高于承載固定部分。
[0011]所述的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組中，所述定子的兩端還設置有擋板。
[0012]所述的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組中，所述線圈組包括第一彎折部和第二彎折部，所述第二彎折部的端面和側(cè)面連接于所述承載轉(zhuǎn)接板上，所述第一彎折部與第二彎折部之間形成所述凹部。
[0013]所述的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組中，所述承載轉(zhuǎn)接板包括第一部分、第二部分和第三部分，所述線圈組裝設于所述第一部分上，所述讀數(shù)模組裝設于所述第三部分上。
[0014]所述的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組中，所述滑塊的頂面固定于所述第二部分上。
[0015]所述的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組中，所述線圈的截面呈C字型。
[0016]所述的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組中，所述承載轉(zhuǎn)接板上還設置有用于吸附物料的吸嘴。
[0017]所述的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組中，所述動子還包括用于封裝所述線圈組的裝封體。
[0018]所述的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組中，所述動子的數(shù)量為兩個以上。
[0019]相較于現(xiàn)有技術，本實用新型提供的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組，包括C型無鐵芯直線電機、導軌、滑塊、光柵尺、讀數(shù)模組和用于承載負載設備的承載轉(zhuǎn)接板，所述C型無鐵芯直線電機包括:定子、至少一個相對所述定子運動的動子和設置在所述定子上的磁鐵組，所述導軌和光柵尺裝設于所述定子上，所述動子包括線圈組，所述線圈組和讀數(shù)模組裝設于所述承載轉(zhuǎn)接板上，所述線圈組具有用于包圍所述磁鐵組的頂面和兩個側(cè)面的凹部，所述磁鐵組與凹部之間具有氣隙。本實用新型使用了 C型無鐵芯直線電機，該電機通過將線圈組設置凹部來包圍所述磁鐵組的頂面和兩個側(cè)面，使動子兩端更靠近永磁體的端部，并且將磁鐵組單排設置在定子上，使磁軛體積可做得更小，使得單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組的結(jié)構(gòu)更緊湊。同時，本實用新型還通過在線圈組上設置凹部來包圍所述磁鐵組的頂面和兩個側(cè)面，減少了動子的橫向?qū)挾龋瑫r增加了線圈組與承載轉(zhuǎn)接板的連接面積，增加了動子的剛度。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型第一較佳實施例提供的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本實用新型第一較佳實施例提供的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為本實用新型第一較佳實施例提供的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為本實用新型第二較佳實施例提供的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]本實用新型提供一種推力密度適中、結(jié)構(gòu)扁平、剛度強、速度高、工作效率高的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組，尤其適用于紡織、SMT行業(yè)抓取放料等對運動模組的體積有嚴格約束、且要求高速運行的精密運動平臺上。
[0025]為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0026]本實用新型的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組整體結(jié)構(gòu)扁平，推力密度適中，當電機帶輕載運行時，可以以很高的速度頻繁的進行直線往復運動，尤其適用在對運動模組體積有嚴格約束的快速取放料場合。請參閱圖1、圖2和圖3，本實用新型第一較佳實施例提供的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組包括C型無鐵芯直線電機(圖中未標號)、導軌104、光柵尺105、讀數(shù)模組(圖中未標號)、用于承載負載設備的承載轉(zhuǎn)接板202和滑塊203，所述滑塊203滑動設置在所述導軌104上，所述C型無鐵芯直線電機包括:定子10、至少一個相對所述定子10運動的動子20和設置在所述定子10上的磁鐵組(圖中未標號)，動子20通電時與定子10的磁場相互作用產(chǎn)生電磁推力，使動子20在定子10的一側(cè)作直線往復運動。
[0027]其中，所述動子20包括線圈組201，線圈組201和讀數(shù)模組裝設于所述承載轉(zhuǎn)接板202上，所述線圈組201位于所述承載轉(zhuǎn)接板202的一側(cè)，讀數(shù)模組位于承載轉(zhuǎn)接板202的另一側(cè)，使得動子20結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更緊湊。
[0028]所述線圈組201具有用于包圍所述磁鐵組的頂面和兩個側(cè)面的凹部(圖中未標號)，使所述磁鐵組與凹部之間具有氣隙40，使動子兩端更靠近永磁體的端部，并且動子20呈C型結(jié)構(gòu)，減小了動子20的橫向?qū)挾龋箚蝹?cè)C型無鐵芯直線電機運動模組緊湊。所述導軌起支撐及導向的作用，光柵尺105用于反饋電機運行信號，實現(xiàn)精確定位。
[0029]本實用新型提供的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組中，所述動子20與定子10的磁極間沒有齒槽力，通過在動子20上設置凹部，在動子20運動時該凹部可包圍磁鐵組的頂面和兩個側(cè)面，使得動子20兩端與定子10之間約束了一部分漏磁輻射，減少了 C型無鐵芯直線電機對周圍環(huán)境的漏磁輻射，該凹部的結(jié)構(gòu)使動子20兩端更靠近永磁體的端部，充分利用端部磁場，增加了線圈與承載轉(zhuǎn)接板202之間的緊固力。
[0030]另外，本實用新型通過在線圈組201的下部分設置凹部，使線圈組201的端面呈C字型，減少了動子20的橫向?qū)挾?，同時增加了線圈組201與承載轉(zhuǎn)接板202的連接面積，增加了動子20的剛度、使直線電機結(jié)構(gòu)更緊湊、體積更小，而且只需使用單側(cè)磁極結(jié)構(gòu)，成本低，在工作時，響應快，控制精度高。
[0031]其中，所述導軌104為直線導軌，具體為IK0、NSK、HIWIN等品牌直線導軌，且不局限于某個型號，具體結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術，此處不作詳述。
[0032]請繼續(xù)參閱圖1和圖2，所述定子10包括第一磁軛部分101、第二磁軛部分102和承載固定部分103，所述第一磁軛部分101高于第二磁軛部分102，所述第二磁軛部分102高于承載固定部分103。所述導軌104裝設于所述承載固定部分103上，使動子20沿導軌104直線滑動。
[0033]其中，第一磁軛部分101、第二磁軛部分102和承載固定部分103由導磁材料Q235A鋼等制成，并為一體成型結(jié)構(gòu)，增強了定子10的強度，所述定子10并非局限于Q235A鋼材料，可選用更優(yōu)的、導磁性能更好、剛度剛強的材料。
[0034]請繼續(xù)參閱圖1和圖2，所述磁鐵組包括若干個N極、S極交錯設置、且線性排列的磁鐵30。如圖1的視角，若一塊磁鐵30的N極向上、S極向下，則與其相鄰的磁鐵則為N極向下、S極向上排列，且各磁鐵30排列成一條直線。具體地，各磁鐵30可以分段拼接，磁鐵組的長度可以根據(jù)定子10的長度匹配設計。具體的，所述磁鐵30為海爾貝克永磁磁鐵、釹鐵硼永磁磁鐵、稀土永磁磁鐵等。因此，定子10的長度也可以根據(jù)工作需要選取合理的長度，不局限于具體的尺寸。
[0035]請繼續(xù)參閱圖1和圖2，本實用新型的單側(cè)C型無鐵芯直線電機運動模組中，所述動子20包括還用于封裝所述線圈組201的裝封體(圖中未示出)。本實施例中，裝封體為環(huán)氧樹脂體，線圈組201通過環(huán)氧樹脂真空灌注形成，然后與承載轉(zhuǎn)接板202堅固連接進一步增加了動子20的剛度。
[0036]本實用新型實施例中，所述動子20的截面呈C字型，所述線圈組201為三組，每個線圈組201中的每個線圈均呈C字型，因此，每個線圈組2