直线驱动设备制造技术

本发明专利技术公开一种直线驱动设备，包括底座、丝杠传动装置、滑块、至少一电机以及监测装置；丝杠传动装置设在底座上；滑块设在丝杠传动装置的螺母上；电机内没有设置旋转编码器，电机固定在底座的一端，并与丝杠传动装置的丝杠传动连接，以驱动丝杠传动装置的丝杠转动，使滑块沿丝杠的长度方向移动；监测装置为直线位置编码器，监测装置设在滑块和底座之间，以监测滑块沿丝杠的长度方向滑动的距离，且监测装置与电机的驱动器电性连接，通过驱动器直接控制电机的启停。本是发明专利技术技术方案旨在保证直线驱动设备具有较大传输机械力的前提下，提高直线驱动设备的控制精度，同时克服了丝杠磨损造成的精度问题。的精度问题。的精度问题。

【技术实现步骤摘要】
直线驱动设备


[0001]本专利技术涉及驱动装置
，尤其涉及一种直线驱动设备。

技术介绍

[0002]传统的直线驱动设备包括两类驱动方式：直线电机驱动方式、旋转电机加丝杠传动的驱动方式。其中，直线电机驱动方式，直接由磁力驱动动子实现动子的直线运动，进而驱动固定在动子上的物体直线位移，位移的距离由直线编码器直接回馈给驱动器；过程中，能够实现对动子移动距离的高精度控制。在竖直运动状态下，需要另外增加平衡装置，如果不装平衡装置，直线电机会直接承担动子上的物体的全部重量，导致电机的向上和向下的动力要求差距巨大，一旦电机异常或停电，动子及动子上的物体直接掉下，存在稳定性和可靠性的问题。
[0003]旋转电机加丝杠传动的驱动方式，在同功率状态下，驱动力比直线电机驱动方式的驱动力高出数倍至数十倍，能够有效地提高对滑块的推力；但是，通常采用在电机内设置编码器，通过电机转动的角度和丝杠的导程，进而推算出滑块在轴上移动的距离，该种推算方式对丝杠导程的精度要求很高，现有国产的丝杠导程精度达不到该要求，精密丝杠需要依赖进口；精密丝杠在长期使用后，导程精度也会磨损，另外在安装和使用过程中，会造成丝杠的变形以及与导轨的不平行，造成未磨损的丝杠导程不均一，影响直线模组的位移精度。
[0004]另外，在精密丝杠的轴上添加直线位移传感器，通过直线位移传感器对滑块移动的距离进行监控，并将该监控信号传输至控制系统，再由控制系统对驱动器下达指令，驱动器控制电机的转动，进而控制滑块的移动位置，形成控制驱动闭环。这样复杂的控制系统，称为闭环控制系统，该闭环控制系统的技术难度极高，也是中国的技术短板，如CNC控制系统。
[0005]针对以上三种情况的优点、缺点以及国内外的实际情况；研发一套综上面技术优点于一身的专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例的主要目的在于提出一种直线驱动设备，旨在保证直线驱动设备具有较大传输机械力的前提下，提高直线驱动设备的控制精度。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案是，提供一种直线驱动设备，其特征在于，所述直线驱动设备包括底座、丝杠传动装置、滑块、至少一电机以及监测装置；所述丝杠传动装置设在所述底座上；所述滑块设在所述丝杠传动装置的螺母上；所述电机没有旋转编码器，所述电机固定在所述底座的一端，并与所述丝杠传动装置的丝杠传动连接，以驱动所述丝杠传动装置的丝杠转动，使所述滑块沿所述丝杠的长度方向移动；所述监测装置为直线位置编码器，所述监测装置设在所述滑块和所述底座之间，以监测所述滑块沿所述丝杠的长度方向滑动的距离，且所述监测装置与所述电机的驱动器电性连接，通过所述驱动器直
接控制电机的启停。
[0008]在本专利技术一实施例中，所述直线驱动设备包括一个所述电机，一个所述电机连接在所述底座的一端；
[0009]在本专利技术一实施例中，所述直线驱动设备包括两个所述电机，两个所述电机分别连接在所述底座的两端连接在所述底座的一端。
[0010]在本专利技术一实施例中，所述电机为永磁电机，且两个所述永磁电机与同一驱动器串联连接，以实现所述驱动器对两个所述永磁电机的驱动控制。
[0011]在本专利技术一实施例中，所述监测装置包括位置读取头和定位尺，所述位置读取头设在所述滑块上；所述定位尺设在所述底座上，并沿所述滑块的滑动方向延伸设置，所述位置读取头的读取口朝向所述定位尺设置，以读取所述定位尺的刻度。
[0012]在本专利技术一实施例中，所述丝杠传动装置包括一个所述螺母，所述螺母与所述丝杠啮合连接。
[0013]在本专利技术一实施例中，所述丝杠传动装置包括两个所述螺母，所述丝杠传动装置包括两个所述螺母，且两个所述螺母之间设有弹性体。
[0014]在本专利技术一实施例中，所述丝杠传动装置包括两个所述螺母，两个所述螺母分别固定连接于所述滑块的两端面，所述螺母与所述滑块之间设有所述弹性体。
[0015]本专利技术提供了一种直线驱动设备，通过设置丝杠传动装置，电机直接传动连接在丝杠传动装置的丝杠上，相比于直线电机驱动方式，本专利技术技术方案增大了对滑块的推力(推力可以是直线电机驱动方式的推力的10倍以上,所以能推动的载荷要大出10倍以上；或者，在推动同样载荷的情况下，所需的功率更小，并且振定的震动更小，用电量节省了约50％以上)。在竖直状态下，传统直线电机无法直接使用，必须为其配备配重装置,让配重装备承担滑块上的重量，而本专利技术无须配备配重结构，通过将螺母限定在丝杠上，使得螺母能够更稳定地承载更大重量的物体，解决传统直线驱动电机中存在的电机的向上和向下的动力要求差距巨大的问题；另外，即便电机异常或停电，螺母及承载在螺母上的物体锁止在丝杠上，进而不会直接掉下，使得装置的稳定性、可靠性得以提升。
[0016]并且，通过在滑块与底座之间设置监测装置，监测装置直接监测滑块在底座上滑动的距离，并将该距离信息直接传输至电机的驱动器，使得驱动器直接控制电机的启停，相比传统的丝杠加伺服电机结构，本专利技术的技术方案将伺服电机的编码器去掉，采用外部的直线监测装置替代了传统的电机内的编码器，对滑块移动位置的监测，这样可以完全消除丝杠导程精度造成的位移误差，也防止了因丝杠在安装或使用过程中出现的丝杠导程不均一，进而影响控制精度的问题；并且可以消除丝杠的反向间隙带来的精度问题，反向间隙是丝杠传动中的最大缺点，反向间隙会造成丝杠传动中的重复定位精度误差，本专利技术技术方案的最大优点克服了普通丝杠传动例如反向间隙等的致命问题，提高了控制精度，且本实施例中的丝杠传动装置的轴震动更小。
[0017]另一方面，相比传统丝杠加伺服再加光栅尺再加闭环控制系统实现闭环控制的控制方式，本专利技术技术方案无需采用闭环控制系统，驱动器就能实现位置闭环，通过监测装置直接将位置信号传输至驱动器，驱动器控制电机的启停，进而完成驱动器的闭环控制，无需再将位置信号传输至闭环控制系统；且驱动器闭环控制方式的控制精度达到直线电机驱动方式的控制精度，实现了高精度的控制，从而提高直线驱动设备控制精度；同时也替代传统
通过设置高精度丝杠传动装置的技术方案，解决丝杠控制精度的问题，本实施方案中对丝杠的精度要求非常低，可以用目前低精度丝杠实现精密级丝杠都无法达到的精度控制,控制精度达到了全闭环控制系统效果，可以摆脱对进口精密级丝杠的依赖。
[0018]另一方面，本专利技术技术方案比传统的伺服电机和直线电机，具有更灵活的组合方式，可随意增加附加的动力单元，并且不用增加驱动器数量。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术所述的直线驱动设备的其中一实施方式的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术所述的直线驱动设备的其中一实施方式的结构示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直线驱动设备，其特征在于，所述直线驱动设备包括：底座；丝杠传动装置，所述丝杠传动装置设在所述底座上；滑块，所述滑块设在所述丝杠传动装置的螺母上；至少一电机，所述电机没有旋转编码器，所述电机固定在所述底座的一端，并与所述丝杠传动装置的丝杠传动连接，以驱动所述丝杠传动装置的丝杠转动，使所述滑块沿所述丝杠的长度方向移动；以及监测装置，所述监测装置为直线位置编码器，所述监测装置设在所述滑块和所述底座之间，以监测所述滑块沿所述丝杠的长度方向滑动的距离，且所述监测装置与所述电机的驱动器电性连接，通过所述驱动器直接控制电机的启停。2.根据权利要求1所述的直线驱动设备，其特征在于，所述直线驱动设备包括一个所述电机，一个所述电机连接在所述底座的一端。3.根据权利要求1所述的直线驱动设备，其特征在于，所述直线驱动设备包括两个所述电机，两个所述电机分别连接在所述底座的两端或连接在所述底座的一端。4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫娟，
申请(专利权)人：深圳市雅康诚科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：