一种高精度平面定位系统技术方案

本发明专利技术提出了一种高精度平面定位系统，包括底座、两X轴直线电机模块、Y轴直线电机模块和载盘座，两X轴直线电机模块对称设置在底座上，Y轴直线电机模块穿设载盘座，Y轴直线电机模块的第一端和第二端分别连接两X轴直线电机模块；Y轴直线电机模块包括滑轨安装板、第一滑轨、磁铁、第一电机动子和第二电机动子，滑轨安装板通过第一滑轨与载盘座连接，第一电机动子和第二电机动子设置在载盘座内，滑轨安装板的两侧分别通过磁铁卡设第一电机动子和第二电机动子。Y轴直线电机模块采用双电机与滑轨安装板一体式设计，使变形匀称，提高载盘座的平面度，防止滑轨安装板因不对称变形而出现卡死现象。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种高精度平面定位系统
本技术涉及机械领域，特别是涉及一种高精度平面定位系统。
技术介绍
中国专利(CN103272739A)公开了一种基于视觉引导的三维定位装置，包括X轴运动系统；Y轴运动系统，X轴运动系统活动支撑在Y轴运动系统上，Y轴运动系统驱动X轴运动系统沿Y轴运动系统的轴向运动。其中，X轴运动系统包括X轴丝杆机构和用于驱动X轴丝杆机构的X轴步进电机；Y轴运动系统包括Y轴丝杆机构和用于驱动Y轴丝杆机构的Y轴步进电机。该三维定位装置采用了平面中心位置信息(即XY平面的位置)，提高了系统的定位效果，可防止系统在运行时发生抖动及定位位置整体偏移的问题。除此之外，现有的平面定位装置还有以下结构，包括两个Y轴，及设置在两个Y轴上的X轴，Y轴通过皮带或丝杆传动，并通过伺服电机驱动运行；X轴通过丝杆传动，并通过伺服电机驱动运行，X轴沿两个Y轴的轴向运动。然而该现有技术存在如下缺陷：第一，通过增加X轴的长度，已满足X轴行程较长的要求，此时，X轴易受到本身重力影响而弯曲变形,影响最终的定位精度。若为减少弯曲变形，而增加X轴的强度，使得X轴的重量增加，影响并降低了X轴沿着Y轴轴向运动的效率和灵敏度；第二，X轴的两端直接固定在两侧的Y轴上，在高速运行时，易受到两边Y轴电机出力补偿不一致性而导致X轴卡住；第三，通过光栅尺和编码器读头作为X轴沿着Y轴轴向运动的位置反馈，此时，光栅尺都是贴在电机动子的边上(编码器对应的是电机动子的位置反馈)，X轴本身存在一定的韧性，这会导致编码器反馈的位置和实际位置存在偏差。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种高精度平面定位系统。本技术采用的技术方案如下：一种高精度平面定位系统，包括底座、两X轴直线电机模块、Y轴直线电机模块和载盘座，两所述X轴直线电机模块对称设置在所述底座上，所述Y轴直线电机模块穿设所述载盘座，所述Y轴直线电机模块的第一端和第二端分别连接两所述X轴直线电机模块；所述Y轴直线电机模块的第一端通过球状关节连接其中一所述X轴直线电机模块；所述Y轴直线电机模块的第二端通过轴关节连接另一所述X轴直线电机模块。优选地，所述Y轴直线电机模块包括滑轨安装板、第一滑轨、磁铁、第一电机动子和第二电机动子，所述滑轨安装板通过所述第一滑轨与所述载盘座连接，所述第一电机动子和所述第二电机动子设置在所述载盘座内，所述滑轨安装板的两侧分别通过所述磁铁卡设所述第一电机动子和所述第二电机动子。优选地，所述X轴直线电机模块包括第二滑轨、磁轨、电机动子、支架和磁轨支架，所述磁轨支架和所述第二滑轨设置在所述底座上，所述磁轨设置在所述磁轨支架上，所述电机动子卡设在所述磁轨内，并通过所述支架连接所述Y轴直线电机模块，所述第二滑轨上设置有滑块支架。优选地，所述滑轨安装板上设置有第一光栅尺，所述载盘座上设置有与所述第一光栅尺配合的第一编码器读头。优选地，所述Y轴直线电机模块的第一端和第二端底部分别设置有第二编码器读头，所述底座上设置有与所述第二编码器读头配合的第二光栅尺。优选地，所述第一滑轨与所述载盘座之间设置有柔性关节。优选地，所述第一滑轨为两条。优选地，所述底座为大理石台面。本技术同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：本技术高精度平面定位系统，Y轴直线电机模块采用双电机(包括第一电机动子和第二电机动子)与滑轨安装板一体式设计，使变形匀称，提高载盘座的平面度，防止滑轨安装板因不对称变形而出现卡死现象；Y轴直线电机模块的第一端通过球状关节连接X轴直线电机模块，Y轴直线电机模块的第二端通过轴关节连接X轴直线电机模块，有效避免了滑轨安装板沿着第二滑轨方向移动过程中，因为电机动子输出的力不一致性而导致滑轨安装板卡死现象；反馈滑轨安装板沿着第二滑轨方向上的位置偏移的第二光栅尺是安装在底座上，第二编码器读头是安装在滑轨安装板底部，因此，第二编码器读头直接读取滑轨安装板沿着第二滑轨方向上的偏移位置，避免了因滑轨安装板第一端和第二端分别与X轴直线电机模块连接处因弹性带来的误差。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术所述一种高精度平面定位系统的主视图；图2是图1所示一种高精度平面定位系统的仰视图；图3是图1所示一种高精度平面定位系统的立体图；图4是图2中A的局部放大示意图；图5是沿图1中B-B线的剖视放大结构示意图。图中：1为载盘座、2为Y轴直线电机模块、3为滑轨安装板、4为第一滑轨、5为X轴直线电机模块、6为底座、7为第一光栅尺、8为支架、9为磁轨、10为磁轨支架、11为第二滑轨、12为轴关节、13为第二光栅尺、14为电机动子、15为球状关节、16为第二编码器读头、17为滑块支架、18为第一滑轨、19为磁铁、20为第二电机动子、21为球状关节。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参见图1至图5所示，一种高精度平面定位系统，包括底座6、两X轴直线电机模块5、Y轴直线电机模块2和载盘座1；两X轴直线电机模块5对称设置在底座6上，Y轴直线电机模块2穿设载盘座1，Y轴直线电机模块5的第一端和第二端分别连接两X轴直线电机模块5。本专利技术第一个关键技术是，Y轴直线电机模块5包括滑轨安装板3、第一滑轨4、磁铁19、第一电机动子18和第二电机动子20，滑轨安装板3通过第一滑轨4与载盘座1连接，第一电机动子18和第二电机动子20设置在载盘座1内，滑轨安装板3的两侧分别通过磁铁19卡设第一电机动子18和第二电机动子20。优选地，滑轨安装板3通过两第一滑轨4与载盘座1连接。使得载盘座1沿着第一滑轨4方向滑行更加稳定，此时，滑轨安装板3的两侧分别通过磁铁19卡设第一电机动子18和第二电机动子20，滑轨安装板3受到重力而引起的弯曲也是对称，并且，因磁铁19吸力而变形也是对称的。滑轨安装板3的横截面呈工型，滑轨安装板3的两侧分别通过磁铁卡设第一电机动子18和第二电机动子20，磁铁19设置在滑轨安装板3上。其中，底座6为大理石台面，大理石台面表面光滑度高，优选地，载盘座1与大理石台面相对滑动，载盘座1的底部与大理石台面滑动摩擦力较小，防止滑轨安装板3因长度较长而径向弯曲变形，影响载盘座1与滑轨安装板3之间的滑行。第二个关键技术是，X轴直线电机模块5包括第二滑轨11、磁轨9、电机动子14、支架8和磁轨支架10，磁轨支架10和第二滑轨11设置在底座6上，磁轨9设置在磁轨支架10上，电机动子14卡设在磁轨9内，并通过支架8连接Y轴直线电机模块2，第二滑轨11上设置有滑块支架17，滑块支架17连接所述Y轴直线电机模块2。第二滑轨11位于磁轨9的下方，设置在第二滑轨11上的滑块支架17连接滑轨安装板3的第一端或第二端。滑轨安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
PCT国内申请，权利要求书已公开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高精度平面定位系统，包括底座(6)、两X轴直线电机模块(5)、Y轴直线电机模块(2)和载盘座(1)，两所述X轴直线电机模块(5)对称设置在所述底座(6)上，所述Y轴直线电机模块(2)穿设所述载盘座(1)，所述Y轴直线电机模块(2)的第一端和第二端分别连接两所述X轴直线电机模块(5)；其特征在于，所述Y轴直线电机模块(2)的第一端通过球状关节(15)连接其中一所述X轴直线电机模块(5)；所述Y轴直线电机模块(2)的第二端通过轴关节(12)连接另一所述X轴直线电机模块(5)；所述Y轴直线电机模块(2)包括滑轨安装板(3)、第一滑轨(4)、磁铁(19)、第一电机动子(18)和第二电机动子(20)，所述滑轨安装板(3)通过所述第一滑轨(4)与所述载盘座(1)连接，所述第一电机动子(18)和所述第二电机动子(20)设置在所述载盘座(1)内，所述滑轨安装板(3)的两侧分别通过所述磁铁(19)卡设所述第一电机动子(18)和所述第二电机动子(20)；所述X轴直线电机模块(5)包括第二滑轨(11)、磁轨(9)、电机动子(14)、支架(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：布迪曼˙萨斯塔，吴玟宏，刘宇，廖永平，魏潇春，
申请(专利权)人：雅科贝思精密机电上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31