改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块及其工作平台制造技术

本实用新型专利技术提供一种改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块及其工作平台，辅助滑块的顶部具有承载面、底部具有匹配于导轨的滑槽；辅助滑块在滑槽与承载面之间具有渐硬接触结构，渐硬接触结构包括一个以上承受承载面垂直方向荷重而能变形的低刚性变形部，承受承载面垂直方向荷重而能下降的高刚性第一支撑面，对应高刚性第一支撑面的高刚性第二支撑面，高刚性第一支撑面与高刚性第二支撑面之间有容许间隙。该辅助滑块具有双直线的面接触特性，即当承受小荷重时，滑块呈现小变形量，或小常数刚性状态；反之，当大荷重时，该滑块则呈现大变形量，或高常数刚性状态。由于额外加入了面接触的辅助滑块，故也改善了滚动式滑块于工具机切削时的低阻尼缺点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块及其工作平台，辅助滑块的顶部具有承载面、底部具有匹配于导轨的滑槽；辅助滑块在滑槽与承载面之间具有渐硬接触结构，渐硬接触结构包括一个以上承受承载面垂直方向荷重而能变形的低刚性变形部，承受承载面垂直方向荷重而能下降的高刚性第一支撑面，对应高刚性第一支撑面的高刚性第二支撑面，高刚性第一支撑面与高刚性第二支撑面之间有容许间隙。该辅助滑块具有双直线的面接触特性，即当承受小荷重时，滑块呈现小变形量，或小常数刚性状态；反之，当大荷重时，该滑块则呈现大变形量，或高常数刚性状态。由于额外加入了面接触的辅助滑块，故也改善了滚动式滑块于工具机切削时的低阻尼缺点。【专利说明】改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块及其工作平台
本技术是关于一种线性滑轨的辅助滑块及其工作平台，尤指应用于精密工具机、机器人及工业自动化设备的线性滑轨，能够改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块及应用其的工作平台。
技术介绍
线性滑轨是一种高精度的运动机构组件，如图1所示，主要构造元件含导轨10 (rail)、滑块20 (slide unit, slider, slide block, or carriage,亦称滑座)及多个滚动体30(rolling element)三个部分。滑块20用以固定及承载工作平台及加工件,而滚动体30多为滚珠(ball)或滚柱(roller)，导轨10与滑块20之间通过滚动体30做相对运动，进而使工作平台直线移动，完成高精度线性运动，由于其间两者的接触为点或线，故摩擦阻抗非常低，约仅有滑动摩擦的2%、系数约在0.004左右。 由于弹性变形的理论，如图2所示，当有外力施加于滑块20上时，线性滑轨内部的滚动体30会有微小的弹性变形(如图中虚线所示)，但弹性变形并非永久变形，当所施加的外力移除后，该滚动体30还是会变回原来的形状，因此在施加的外力若是随时间变化、或大小不一时(例如工具机的切削力等)，该滚动体30的弹性变形变化过程中，就产生了许多制造工艺上的不利因素。因此，许多不同的设计方式或技术从而产生，纵观这些方法或专利中，除了主动由控制器以补偿方法处理外，大致上可以分成几个大类: (一 )提高线性滑轨的刚性:主要从「减少滚动体的弹性变形」为改良出发点。例如，改变滚动体的几何尺寸、数量、相对配置，及滚动体的预压等方式； ( 二)增加高线性滑轨的阻尼:主要从「让滚动体的弹性变形变化快速停止」为改良角度出发，即是以「若产生振动，让该振动快速衰减、停止」的构想。例如，在滑块和导轨间增加多个微小面接触滑动零件、改用高阻尼的材质、或改成液压滑块以油膜厚度提供较闻的阻尼特性等； (三)同时改善线性滑轨的刚性与阻尼:此方式是比较符合业界需求，也是较进步的一种方式，多是以额外加入一辅助滑块来达成。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块及其工作平台，能在安装辅助滑块时，以及工作平台无负荷的状态移动时，使线性滑轨的导轨、滚动体与滑块间以点、线接触，最能满足低摩擦、低阻抗、快速移动与迅速定位需求；反之，当工作平台有负荷时，例如工作平台上面设置工件或正在加工工件的状态下，工作平台是静止或低速缓慢移动，如此通过辅助滑块提高线性滑轨的刚性，减少线性滑轨的变形，提升工作平台及加工的精密度。 本技术的改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块，为一能设置在一线性滑轨的导轨的辅助滑块，该辅助滑块的顶部具有一承载面，该辅助滑块的底部具有一匹配于该导轨的滑槽；且该辅助滑块在该滑槽与该承载面之间具有一渐硬接触结构，该渐硬接触结构包括一个以上承受该承载面垂直方向荷重而能变形的低刚性变形部，一承受该承载面垂直方向荷重而能下降的高刚性第一支撑面，及一对应该高刚性第一支撑面的高刚性第二支撑面，该高刚性第一支撑面与该高刚性第二支撑面之间具有一容许间隙。 如上所述的改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块，其中，该容许间隙为0.05mm ?0.1mm0 如上所述的改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块，其中，该渐硬接触结构包括一连通于该辅助滑块两端的贯穿部，该贯穿部的上内壁形成一向下延伸的第一凸块，该第一凸块的底面形成该高刚性第一支撑面，该贯穿部的下内壁形成该高刚性第二支撑面。 如上所述的改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块，其中，该贯穿部的两侧分别形成一贯穿孔，该贯穿孔连通该贯穿部，该贯穿孔的直径大于该贯穿部的上内壁与下内壁之间的高度，该贯穿孔与该承载面之间的部位及该上内壁与该承载面之间的部位形成该低刚性变形部。 如上所述的改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块，其中，该贯穿孔与该承载面之间的部位的厚度小于该上内壁与该承载面之间的部位的厚度。 如上所述的改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块，其中，该滑槽包括一上槽壁及两侧槽壁，该上槽壁形成一向下延伸的第二凸块，该第二凸块的底面具有一接触该导轨的顶面的第一滑面，该两侧槽壁分别形成一向中心凸伸的第三凸块，该第三凸块具有一接触该导轨的侧面的第二滑面。 如上所述的改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块，其中，该辅助滑块包括一第一块体及一第二块体；该第一块体的上端面下凹形成该贯穿部的下内壁与两侧的该贯穿孔，该第一块体的下端形成该滑槽；该第二块体结合在该第一块体的上端面，该第二块体的下端端面形成该第一凸块。 如上所述的改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块，其中，该辅助滑块为一矩型金属块体。 当上述该辅助滑块在安装时或无负荷时，仍然利用线性滑轨的滚动体满足低摩擦、低阻抗、快速移动与迅速定位需求；反之，当工作平台上面设置工件，或正在工作平台上加工工件的状态下，其负荷使该渐硬接触结构的低刚性变形部依负荷大小而弹性变形，当负荷使该高刚性第一支撑面下降直到接触高刚性第二支撑面时，形成面接触的状态，因此能够提高线性滑轨的刚性。 该辅助滑块具有双直线的面接触特性，即当承受小荷重时，滑块呈现小变形量，或小常数刚性状态；反之，当大荷重时，该滑块则呈现大变形量，或高常数刚性状态。因此，使得线性滑轨于滑块快速移动或组装时，基本上仍保持滑块的低摩擦和低磨耗功能，一旦需要承载大荷重状态时，所加入的辅助滑块的高刚性、低变形量特性，恰好可提供比原滑块更高的刚性，从而改善了线性滑轨的整体刚性。此外，由于额外加入了面接触的辅助滑块，故也改善了滚动式滑块于工具机切削时的低阻尼缺点。 本技术还提出一种应用该辅助滑块的工作平台，其较佳的技术方案包括:至少一个设置于该工作平台底面的导轨，两个活动设置在该导轨上的滑块，该滑块结合在该工作平台的底面，及该辅助滑块的滑槽滑动地套合在该导轨上，并位于该两个滑块之间，该辅助滑块的承载面结合在该工作平台的底面，通过辅助滑块改善线性滑轨的刚性与阻尼，并提升工作平台的精密度。 依上述本技术设计所得的辅助滑块，在归类上仍可归属于前述第(三)类，SP同时改善线性滑轨的刚性与阻尼。此外，由上述的说明可知:线性滑轨如果可以有较高的刚性，其所产生的振动幅度将较小，从而使得需要让该振动消失的阻尼，也可以较小或于更短的时间内消失。 【专利附图】【附图说明】 以下附图仅旨在于对本技术做示意性说明和解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块，其特征在于，所述改善线性滑轨的刚性与阻尼的辅助滑块为一能设置在一线性滑轨的导轨的辅助滑块，所述辅助滑块的顶部具有一承载面，所述辅助滑块的底部具有一匹配于所述导轨的滑槽；且所述辅助滑块在所述滑槽与所述承载面之间具有一渐硬接触结构，所述渐硬接触结构包括一个以上承受所述承载面垂直方向荷重而能变形的低刚性变形部，一承受所述承载面垂直方向荷重而能下降的高刚性第一支撑面，及一对应所述高刚性第一支撑面的高刚性第二支撑面，所述高刚性第一支撑面与所述高刚性第二支撑面之间具有一容许间隙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田骐玮，许东亚，黎文龙，
申请(专利权)人：永进机械工业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾;71