專利名稱：宏微定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種宏微兩級(jí)定位裝置，尤其是實(shí)用于精密制造業(yè)，具體地說是一種精密定位載物臺(tái)。
背景技術(shù)：
精密定位技術(shù)的應(yīng)用范圍極其寬廣，要求越來越多，精密定位的概念在不同時(shí)期有著不同的理解和數(shù)量界定，就目前的實(shí)際情況看，亞微米級(jí)定位精度是精密定位的最低限度，而納米定位代表著精密定位的最高水平。精密定位技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，隨著科技的發(fā)展，精密定位技術(shù)廣泛應(yīng)用于微型機(jī)械、微型裝配領(lǐng)域，同時(shí)，在微電子信息產(chǎn)業(yè)、轉(zhuǎn)基因生物工程、半導(dǎo)體光刻、精密測(cè)量、超精密加工、生物細(xì)胞操縱和納米技術(shù)等領(lǐng)域，也都需要十分精確地定位和非常精細(xì)地運(yùn)動(dòng)，因此高性能的超精密定位工作臺(tái)成為這些領(lǐng)域的技術(shù)支持，對(duì)該技術(shù)的研究處于國(guó) 際上精密工程技術(shù)的前沿，具有重大科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。從目前國(guó)內(nèi)外對(duì)精密定位系統(tǒng)的研究情況來看，為了實(shí)現(xiàn)大行程，一般都是采用宏微兩級(jí)定位方式，亦即是在宏動(dòng)定位控制的基礎(chǔ)上，疊加微動(dòng)定位控制，最后實(shí)現(xiàn)載物臺(tái)的大行程運(yùn)動(dòng)和納米級(jí)精密定位技術(shù)。眾多定位系統(tǒng)，為了提高定位精度，大多采用直線電機(jī)、液體靜壓絲杠或摩擦傳動(dòng)等作為系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置，但是這樣不僅增加了制造成本，并且增加了調(diào)整和維護(hù)上的困難。因此，能否在傳統(tǒng)的滾珠絲杠傳動(dòng)下，使整個(gè)系統(tǒng)定位精度提高，具有實(shí)用意義。研究并設(shè)計(jì)出一種精密定位裝置具有極高的現(xiàn)實(shí)意義。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)上存在的上述技術(shù)問題，提供了一種宏微兩級(jí)定位裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供了一種宏微兩級(jí)定位裝置，宏動(dòng)部分采用伺服電機(jī)做原動(dòng)件，C0級(jí)大導(dǎo)程滾珠絲杠副和光桿做傳動(dòng)部分。其特征是宏動(dòng)伺服電機(jī)安裝到宏動(dòng)伺服電機(jī)支座上，宏動(dòng)伺服電機(jī)與絲杠通過宏動(dòng)聯(lián)軸器連接，宏動(dòng)軸承及軸承座、光桿及光桿支座安裝到底座上，宏動(dòng)工作臺(tái)通過宏動(dòng)絲杠螺母、宏動(dòng)絲杠滑塊用螺栓連接；微動(dòng)部分采用小型伺服電機(jī)做原動(dòng)件，C0級(jí)小導(dǎo)程滾珠絲杠副和光桿做傳動(dòng)部分。其特征是微動(dòng)伺服電機(jī)安裝到微動(dòng)支座，微動(dòng)伺服電機(jī)與絲杠通過微動(dòng)聯(lián)軸器、螺栓連接，微動(dòng)軸承、光桿及光桿支座裝配到宏動(dòng)工作臺(tái)上，微動(dòng)工作臺(tái)通過微動(dòng)滑塊、微動(dòng)絲杠螺母用螺栓連接。本實(shí)用新型的有益效果是由于采用伺服電機(jī)變頻控制方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速，具有力矩慣性比大、機(jī)械時(shí)間常數(shù)小的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高效、精確的驅(qū)動(dòng)；由于采用滾珠絲杠傳動(dòng)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為精確的軸向直線運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于滑動(dòng)摩擦滾珠絲杠在絲杠和螺母的滾道之間放置了滾珠，實(shí)現(xiàn)高精度、高效率和低摩擦傳動(dòng)；由于宏動(dòng)部分兩端都裝止推軸承并施加預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)高傳動(dòng)精度；由于微動(dòng)部分承載不大采用一端止推軸承一固一游支撐和利用滾珠絲杠副傳動(dòng)微米定位中的非線性摩擦特性和微動(dòng)特性實(shí)現(xiàn)精確定位；由于總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不僅降低了制造成本并且調(diào)整和維護(hù)也相對(duì)簡(jiǎn)單；由于微動(dòng)工作臺(tái)才是此裝置的最終執(zhí)行部分，位移檢測(cè)器直接裝在微動(dòng)工作臺(tái)上消除宏運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的全部誤差?？傊?，采用宏微兩級(jí)定位，既能實(shí)現(xiàn)大行程又能實(shí)現(xiàn)精確定位；且可以達(dá)到執(zhí)行部分高速運(yùn)動(dòng)的要求。

附圖給出了本實(shí)用新型的具體實(shí)施范例，與說明書一并用來解釋本實(shí)用新型的原理。通過
以下結(jié)合附圖所作的詳細(xì)描述，可以更清楚地理解本實(shí)用新型的目的、優(yōu)點(diǎn)及特征，其中相同的特征使用相同的標(biāo)號(hào)。圖I是本實(shí)用新型的2D裝配關(guān)系圖。圖2是本實(shí)用新型的3D裝配關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
以下本實(shí)用新型宏微兩級(jí)定位裝置的最佳實(shí)例，并不因此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。圖I宏運(yùn)動(dòng)部分宏動(dòng)伺服電機(jī)(8)通過螺栓螺母(9) (10)裝配到宏動(dòng)伺服電機(jī)支座(11)上，宏動(dòng)伺服電機(jī)(8)與絲杠(13)通過宏動(dòng)聯(lián)軸器(12)和螺栓(7)連接，宏動(dòng)軸承(6)及軸承座(2)、光桿(3)及光桿支座(4)通過螺栓(5) (26)安裝到底座(I)上，宏動(dòng)工作臺(tái)(14)通過宏動(dòng)絲杠螺母、宏動(dòng)絲杠滑塊(27)用螺栓連接。如圖I微運(yùn)動(dòng)部分，微動(dòng)伺服電機(jī)(25)用螺栓(15)連接微動(dòng)支座(22)后裝配到宏動(dòng)工作臺(tái)(14)，微動(dòng)伺服電機(jī)(25)與絲杠(19)通過微動(dòng)聯(lián)軸器(16)、螺栓(17)連接，微動(dòng)軸承(20)、光桿(23)及光桿支座(24)通過螺栓裝配到宏動(dòng)工作臺(tái)(14)上，微動(dòng)工作臺(tái)(21)通過微動(dòng)滑塊、微動(dòng)絲杠螺母(18)用螺栓連接。如圖I微動(dòng)工作臺(tái)(21)裝配在宏動(dòng)工作臺(tái)(14)之上，相互之間互不影響實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)的置加。如圖I微動(dòng)工作臺(tái)(21)是此裝置的執(zhí)行部分，位移檢測(cè)器直接裝在微動(dòng)工作臺(tái)上，得到工作臺(tái)的實(shí)際位置，消除宏運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的全部誤差。如圖I宏動(dòng)伺服電機(jī)⑶轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾珠絲杠(13)轉(zhuǎn)動(dòng)。滾珠絲杠(13)將曲線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成宏動(dòng)螺母的直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)宏動(dòng)工作臺(tái)(14)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)微動(dòng)伺服電機(jī)(25)轉(zhuǎn)動(dòng)后又帶動(dòng)微動(dòng)滾珠絲杠(19)轉(zhuǎn)動(dòng)。微動(dòng)滾珠絲杠(19)將曲線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成微動(dòng)螺母的直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)微動(dòng)工作臺(tái)(21)運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種宏微兩級(jí)定位裝置，宏動(dòng)部分采用伺服電機(jī)做原動(dòng)件，Ctl級(jí)大導(dǎo)程滾珠絲杠副和光桿做傳動(dòng)部分，其特征是宏動(dòng)伺服電機(jī)安裝到宏動(dòng)伺服電機(jī)支座上，宏動(dòng)伺服電機(jī)與絲杠通過宏動(dòng)聯(lián)軸器連接，宏動(dòng)軸承及軸承座、光桿及光桿支座安裝到底座上，宏動(dòng)工作臺(tái)通過宏動(dòng)絲杠螺母、宏動(dòng)絲杠滑塊用螺栓連接；微動(dòng)部分采用小型伺服電機(jī)做原動(dòng)件，C0級(jí)小導(dǎo)程滾珠絲杠副和光桿做傳動(dòng)部分，其特征是微動(dòng)伺服電機(jī)安裝到微動(dòng)支座，微動(dòng)伺服電機(jī)與絲杠通過微動(dòng)聯(lián)軸器、螺栓連接，微動(dòng)軸承、光桿及光桿支座裝配到宏動(dòng)工作臺(tái)上，微動(dòng)工作臺(tái)通過微動(dòng)滑塊、微動(dòng)絲杠螺母用螺栓連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種宏微兩級(jí)定位裝置，尤其是實(shí)用于精密制造業(yè)，具體地說是一種精密定位載物臺(tái)，宏動(dòng)部分采用伺服電機(jī)做原動(dòng)件，C0級(jí)大導(dǎo)程滾珠絲杠副和光桿做傳動(dòng)部分，其特征是宏動(dòng)伺服電機(jī)安裝到宏動(dòng)伺服電機(jī)支座上，宏動(dòng)伺服電機(jī)與絲杠通過宏動(dòng)聯(lián)軸器連接，宏動(dòng)軸承及軸承座、光桿及光桿支座安裝到底座上，宏動(dòng)工作臺(tái)通過宏動(dòng)絲杠螺母、宏動(dòng)絲杠滑塊用螺栓連接；微動(dòng)部分采用小型伺服電機(jī)做原動(dòng)件，C0級(jí)小導(dǎo)程滾珠絲杠副和光桿做傳動(dòng)部分，其特征是微動(dòng)伺服電機(jī)與絲杠通過微動(dòng)聯(lián)軸器、螺栓連接，微動(dòng)軸承、光桿及光桿支座裝配到宏動(dòng)工作臺(tái)上。整個(gè)裝置巧妙的采用微動(dòng)定位疊加到宏動(dòng)定位，實(shí)現(xiàn)大行程、高速精確定位。
文檔編號(hào)G12B5/00GK202601217SQ201220055219
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月21日
發(fā)明者吳子岳, 余仕彪, 耿金鳳, 余仕汝, 李淵 申請(qǐng)人:上海海洋大學(xué)