一种低载荷的高速XY工作台制造技术

本实用新型专利技术提供了一种低载荷的高速XY工作台，包括Y工作台、X工作台、基础底座，还包括顶板连接机构，顶板连接机构包括导向器安装板、两组滚针凸轮导向器、导向轨道，所述导向器安装板一端固定在Y工作台上，另一端设置所述滚针凸轮导向器，所述导向轨道固定在X工作台上，所述两组滚针凸轮导向器分别与所述导向轨道的两侧面零间隙配合。本实用新型专利技术的工作台通过优化的机构和精确地载荷计算，能够使XY工作台的速度和稳定性得到大幅度的提升。由于X向、Y向工作台采用了分散式的结构，使工作台底座的重量分散了在安装底座上，减少了运动部分的重量，减少了驱动的载荷，相应的也减少了其运动时所产生的惯性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及直线电机驱动的XY工作台，尤其涉及具有快速的响应时间和高精度的重复定位精度的XY工作台。
技术介绍
传统的XY工作台一般是X向工作台堆叠在Y向工作台上，或是Y向工作台堆叠在 X向工作台上，这样就造成其中一个方向的工作台要承担另一个方向工作台的重量，造成运动时的载荷不均，惯性增大，影响工作台的速度及稳定性。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本技术提供了一种低载荷的高速XY工作台，包括Y工作台、X工作台、基础底座，还包括顶板连接机构，顶板连接机构包括导向器安装板、 两组滚针凸轮导向器、导向轨道，所述导向器安装板一端固定在Y工作台上，另一端设置所述滚针凸轮导向器，所述导向轨道固定在X工作台上，所述两组滚针凸轮导向器分别与所述导向轨道的两侧面零间隙配合。作为本技术的进一步改进，还包括调整滚针凸轮导向器位置的导向器调节块，所述导向器调节块设置在所述导向器安装板和两组滚针凸轮导向器之间。作为本技术的进一步改进，每组滚针凸轮导向器包括两个滚针凸轮导向器。作为本技术的进一步改进，所述Y工作台和所述X工作台由直线电机驱动。作为本技术的进一步改进，驱动Y工作台和驱动X工作台的直线电机分别直接设置在所述基础底座上。作为本技术的进一步改进，还包括交叉滚子导轨，所述交叉滚子导轨设置在 X、Y工作台两侧。作为本技术的进一步改进，还包括由弹性材料制成的挡块，所述挡块位于X、Y 工作台允许运动的最大位移处。作为本技术的进一步改进，还包括X、Y光栅尺位移传感器，所述光栅尺位移传感器包括标尺光栅和光栅尺读数头，标尺光栅安装在工作台底座上，也就是X、Y标尺光栅分别安装在Χ、γ工作台底座上，光栅尺读数头安装在动子安装板上，也就是Χ、γ光栅尺读数头分别安装在X、Y动子安装板上。作为本技术的进一步改进，Y工作台包括Y工作台底座、Y直线电机动子、Y直线电机定子、Y交叉滚子导轨、Y动子安装板、Y工作台顶板、Y标尺光栅、Y读头支架及光栅尺读数头、挡块、Y固定布线支架、Y移动布线支架，所述Y工作台底座设置在所述基础底座上，Y直线电机动子、Y直线电机定子、Y动子安装板设置在所述Y工作台底座上，Y交叉滚子导轨设置在所述Y动子安装板上，Y标尺光栅设置在Y工作台底座上，Y光栅尺读数头安装在Y动子安装板上。作为本技术的进一步改进，X工作台动力机构包括挡块、X工作台底座、X直线电机动子、X直线电机定子、χ交叉滚子导轨、χ动子安装板、χ标尺光栅、χ读头支架及光栅尺读数头、X移动布线支架，所述X工作台底座设置在所述基础底座上，X直线电机动子、χ 直线电机定子、X动子安装板设置在所述X工作台底座上，X交叉滚子导轨设置在所述X动子安装板上，X标尺光栅安装在X工作台底座上，χ光栅尺读数头安装在X动子安装板上Y 工作台包括Y工作台底座、Y直线电机动子、Y直线电机定子、Y动子安装板、Y工作台顶板、 Y固定布线支架、Y移动布线支架，所述Y工作台底座、Y直线电机动子、Y直线电机定子、Y 动子安装板设置在所述基础底座上，所述Y工作台顶板设置在所述Y工作台底座上。本技术的有益效果是本方案中的工作台通过优化的机构和精确地载荷计算，能够使XY工作台的速度和稳定性得到大幅度的提升。由于X向、Y向工作台采用了分散式的结构，使工作台底座的重量分散了在安装底座上，减少了运动部分的重量，减少了驱动的载荷，相应的也减少了其运动时所产生的惯性。直线电机采用水平安装方式，降低了组件的高度，相应的降低了组件的重心，同时也减少了异物落入马达内部造成损坏的几率。采用交叉滚子导轨作为整个工作台系统的运动导向元件，保证了运动轨迹的高精度。分散式的X向、Y向工作台，直线电机驱动以及直线交叉滚子导轨的组合应用，从而使整个XY工作台拥有了低载荷低惯性高速度的特性。挡块是由弹性材料制成，对运动部位起防护作用，避免运动失控时产生的硬性撞击及由此造成的零件损坏。附图说明图1是本技术一种低载荷的高速XY工作台的立体结构示意图；图2是演示交叉滚子导轨机构及安装结构示意图；图3是本技术一种低载荷的高速XY工作台的另一角度的立体结构示意图；图4是顶板连接机构示意图；图5是顶板连接机构另一视角结构示意图。图中各部件名称如下导向器安装板101、滚针凸轮导向器102、导向轨道103、导向器调节块104、基础底座201、Y工作台底座1、Y直线电机动子2、Y直线电机定子3、Y交叉滚子导轨4、Y动子安装板5、Y工作台顶板6、工作台顶面202 (工作台顶面是Y工作台顶板6的一个面，安装各种执行机构)、Y光栅尺7、Y读头支架及光栅尺读头8、挡块9、Y固定布线支架10、Y移动布线支架11、X工作台底座21、X直线电机动子22、X直线电机定子23、X交叉滚子导轨 24、X动子安装板25、X光栅尺26、X读头支架及光栅尺读头27、X移动布线支架30。具体实施方式以下结合附图说明及具体实施方式对本技术进一步说明。如图1至图4所示，本技术包括Y工作台、X工作台、顶板连接机构三部分，采用直线电机驱动。Y工作台包括Y工作台底座1、Y直线电机动子2、Υ直线电机定子3、Υ交叉滚子导轨4、Y动子安装板5、Y工作台顶板6、Y光栅尺7、Y读头支架及光栅尺读头8、挡块9、Y固定布线支架10、Y移动布线支架11。X工作台动力机构包括X工作台底座21、X直线电机动子22，X直线电机定子23、 X交叉滚子导轨M、x动子安装板25、x光栅尺^KX读头支架及光栅尺读头27、X挡块28、 X移动布线支架30。顶板连接机构包括导向器安装板101、滚针凸轮导向器102、导向轨道103、导向器调节块104。顶板连接机构的导向器安装板101 —端固定在Y工作台上，另一端安装有滚针凸轮导向器102。导向轨道103固定在X工作台上。通过调整滚针凸轮导向器102的位置，两组滚针凸轮导向器102与导向轨道103的两侧面达到零间隙的配合。导向轨道是一个具有高硬度高刚性高精度的零件，能够保证X向运动时产生的变形非常低，以致可以忽略，也保证滚针凸轮导向器102在Y向运动时能够始终与其紧密接触。由于X向、Y向工作台采用了分散式的结构，使工作台底座的重量分散了在安装底座上，减少了运动部分的重量，减少了驱动的载荷，相应的也减少了其运动时所产生的惯性。直线电机采用水平安装方式，降低了组件的高度，相应的降低了组件的重心，同时也减少了异物落入马达内部造成损坏的几率。采用交叉滚子导轨作为整个工作台系统的运动导向元件，保证了运动轨迹的高精度。交叉滚子导轨是由四根具有V型滚道的导轨、滚子保持架、圆柱滚子等组成，相互交叉排列的圆柱滚子在经过精密磨削的V型滚道面上作往复运动，可承受各个方向的载荷，实现高精度、平稳的直线运动。挡块是由弹性材料制成，对运动部位起防护作用，避免运动失控时产生的硬性撞击及由此造成的零件损坏。光栅尺位移传感器，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺位移传感器包括标尺光栅和光栅读数头两部分。标尺光栅一般固定在机床活动部件上，光栅读数头装在机床固定部件上，指示光栅装在光栅读数头中。本技术中，是标尺光栅安装在固定的底座上，即工作台底座，也就是Χ、γ标尺光栅分别安装在Χ、γ工作台底座上。光栅尺读数头安装在移动的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种低载荷的高速ＸＹ工作台，包括Ｙ工作台、Ｘ工作台、基础底座，其特征在于：还包括顶板连接机构，顶板连接机构包括导向器安装板（１０１）、两组滚针凸轮导向器（１０２）、导向轨道（１０３），所述导向器安装板（１０１）一端固定在Ｙ工作台上，另一端设置所述滚针凸轮导向器（１０２），所述导向轨道（１０３）固定在Ｘ工作台上，所述两组滚针凸轮导向器（１０２）分别与所述导向轨道（１０３）的两侧面零间隙配合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，叶江涛，蒋超，高云峰，
申请(专利权)人：深圳市大族光电设备有限公司，深圳市大族激光科技股份有限公司，深圳市大族数控科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94