一種永磁懸浮微型機床導軌的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及微型機床設備的技術領域，特別是永磁懸浮微型機床導軌的技術領域。
【【背景技術】】
[0002]微機電系統在21世紀具有極強的發展空間，被廣泛應用到工業和生活中的各個領域，微機電系統的發展方向是由“微電子-機械”向“微機械-電子”進行轉變，微機電系統的突出特點是零部件尺度在毫米以下的量級之內，所以加工裝配均較為復雜，傳統的加工設備難以勝任這種尺度的零件加工和精度要求，需要特制的微型機床進行加工，由于尺度效應的影響，摩擦力已成為精度影響不可忽略的因素，在超精密加工中已被廣泛應用的磁懸浮技術作為一種無摩擦的驅動運輸模式在微納加工中也可以得到理想的應用。
[0003]傳統的磁懸浮導軌一般采用電磁鐵進行磁力控制，隨之而來的問題是電磁發熱引起的變形，這在微型化的機床導軌中是不可被接受的，而永磁懸浮導軌一般不具備磁力調控的功能，對外界干擾的抵抗能力較弱，也嚴重制約著加工精度。
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【發明內容】
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[0004]本發明的目的就是解決現有磁懸浮導軌技術中無法兼顧傳動精度與磁力靈活調控以抵抗干擾的問題，提出一種永磁懸浮微型機床導軌，能夠使微型機床導軌傳動中無摩擦阻力，并且運動件抵抗外界干擾的能力強，加工精度極高。
[0005]為實現上述目的，本發明提出了一種永磁懸浮微型機床導軌，包括固定底座、懸浮支架、垂直磁力調節器、水平磁力調節器、垂直測距傳感器和水平測距傳感器;所述固定底座的兩側由外向內依次對稱設置有水平磁力錨片、垂直磁力錨片和水平測距錨片;所述懸浮支架呈閉合的方環結構，頂部為工作平臺，底部為支撐平臺，所述支撐平臺的左右兩側對稱設置有水平磁力調節支架;所述水平磁力調節器通過螺釘固定在水平磁力調節支架上，所述垂直磁力調節器通過螺釘固定在水平磁力調節支架旁邊的支撐平臺上，所述支撐平臺的中部還固定有所述垂直測距傳感器和水平測距傳感器。
[0006]作為優選，所述水平磁力錨片的高度大于所述垂直磁力錨片的高度。
[0007]作為優選，所述水平磁力錨片和垂直磁力錨片均為鐵磁性材料。
[0008]作為優選，所述懸浮支架的材料為無磁鋼。
[0009]本發明的有益效果:本發明通過將永磁力可調節的磁力調節器安裝在懸浮支架上實現水平方向和垂直方向的磁力調節，使得導軌驅動避免了摩擦作用，能夠抵抗外界力干擾，同時由于無磁電轉換的熱效應存在，導軌驅動精度得到保證。
[0010]本發明的特征及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。
【【附圖說明】】
[0011]圖1是本發明永磁懸浮微型機床導軌的整體結構示意圖；
[0012]圖2是圖1中A部的放大圖；
[0013]圖3是本發明永磁懸浮微型機床導軌中垂直磁力調節器的結構示意圖；
[0014]圖4是本發明永磁懸浮微型機床導軌中懸浮支架的結構示意圖。
[0015]圖中:1-固定底座、2-懸浮支架、3-水平磁力錨片、4-垂直磁力錨片、5-水平測距錨片、6-垂直測距傳感器、7-水平測距傳感器、8-垂直磁力調節器、9-水平磁力調節器、10-水平磁力調節支架、11-永磁底座、12-彈簧支撐架、13-電機支撐架、14-安裝孔、15-彈簧、16-純鐵片、17-電機、21-工作平臺、22-支撐平臺。
【【具體實施方式】】
[0016]參閱圖1、圖2、圖3和圖4，本發明永磁懸浮微型機床導軌，包括固定底座1、懸浮支架2、垂直磁力調節器8、水平磁力調節器9、垂直測距傳感器6和水平測距傳感器7;所述固定底座I的兩側由外向內依次對稱設置有水平磁力錨片3、垂直磁力錨片4和水平測距錨片5;所述懸浮支架2呈閉合的方環結構，頂部為工作平臺21，底部為支撐平臺22，所述支撐平臺22的左右兩側對稱設置有水平磁力調節支架10;所述水平磁力調節器9通過螺釘固定在水平磁力調節支架10上，所述垂直磁力調節器8通過螺釘固定在水平磁力調節支架10旁邊的支撐平臺22上，所述支撐平臺22的中部還固定有所述垂直測距傳感器6和水平測距傳感器I。
[0017]所述水平磁力錨片3的高度大于所述垂直磁力錨片4的高度。
[0018]所述水平磁力錨片3和垂直磁力錨片4均為鐵磁性材料。
[0019]所述懸浮支架2的材料為無磁鋼。
[0020]本發明工作過程:
[0021]本發明永磁懸浮微型機床導軌在工作過程中，水平磁力調節器9和垂直磁力調節器8具有相同的結構，包括永磁底座11、彈簧支撐架12、電機支撐架13、彈簧15和純鐵片16，其中彈簧支撐架12和電機支撐架13分別設置在永磁底座11的兩端，所述永磁底座11上開設有兩個安裝孔14，所述純鐵片16具有多片，并且等距離通過一個側邊焊接在彈簧15上，電機17驅動貫通軸進行伸縮可以控制彈簧的伸長或壓縮長度，通過改變長度進行調節純鐵片16之間的氣隙距離，從而調節永磁底座11傳導的磁通量大小;彈簧支撐架12和電機支撐架17還作為永磁底座11的兩個磁極，彈簧支撐架12和電機支撐架13與均布的純鐵片16和水平磁力錨片3(或垂直磁力錨片4)還構成一個磁路，當流經純鐵片16的磁通量發生改變時，上述磁路中的磁通量也會發生改變，從而實現了永磁力的調節，而在不需要永磁力進行調節時，電機17不必進行工作，所以功耗極低，發熱少；
[0022]懸浮支架2的調節方法是通過配合控制對稱布置的水平磁力調節器9和垂直磁力調節器8進行實現的，當水平測距傳感器7檢測到懸浮支架7的水平測距錨片5發生擾動時，通過控制左右兩側的水平磁力調節器9進行矯正，當垂直測距傳感器6測量得到支撐平臺22距離固定底座I的距離發生變化時，通過控制垂直磁力調節器8對懸浮支架2的位姿進行調整，從而實現懸浮導軌的控制。
[0023]本發明，通過將永磁力可調節的磁力調節器安裝在懸浮支架上實現水平方向和垂直方向的磁力調節，使得導軌驅動避免了摩擦作用，能夠抵抗外界力干擾，同時由于無磁電轉換的熱效應存在，導軌驅動精度得到保證。
[0024]上述實施例是對本發明的說明，不是對本發明的限定，任何對本發明簡單變換后的方案均屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種永磁懸浮微型機床導軌，其特征在于:包括固定底座(I)、懸浮支架(2)、垂直磁力調節器(8)、水平磁力調節器(9)、垂直測距傳感器(6)和水平測距傳感器(7);所述固定底座(I)的兩側由外向內依次對稱設置有水平磁力錨片(3)、垂直磁力錨片(4)和水平測距錨片(5);所述懸浮支架(2)呈閉合的方環結構，頂部為工作平臺(21)，底部為支撐平臺(22)，所述支撐平臺(22)的左右兩側對稱設置有水平磁力調節支架(10);所述水平磁力調節器(9)通過螺釘固定在水平磁力調節支架(10)上，所述垂直磁力調節器(8)通過螺釘固定在水平磁力調節支架(10)旁邊的支撐平臺(22)上，所述支撐平臺(22)的中部還固定有所述垂直測距傳感器(6)和水平測距傳感器(7)。2.如權利要求1所述的永磁懸浮微型機床導軌，其特征在于:所述水平磁力錨片(3)的高度大于所述垂直磁力錨片(4)的高度。3.如權利要求1所述的永磁懸浮微型機床導軌，其特征在于:所述水平磁力錨片(3)和垂直磁力錨片(4)均為鐵磁性材料。4.如權利要求1所述的永磁懸浮微型機床導軌，其特征在于:所述懸浮支架(2)的材料為無磁鋼。
【專利摘要】本發明公開了一種永磁懸浮微型機床導軌，包括固定底座、懸浮支架、垂直磁力調節器、水平磁力調節器、垂直測距傳感器和水平測距傳感器；所述固定底座的兩側由外向內依次對稱設置有水平磁力錨片、垂直磁力錨片和水平測距錨片；所述懸浮支架呈閉合的方環結構，頂部為工作平臺，底部為支撐平臺，所述支撐平臺的左右兩側對稱設置有水平磁力調節支架；所述水平磁力調節器通過螺釘固定在水平磁力調節支架上，所述垂直磁力調節器通過螺釘固定在水平磁力調節支架旁邊的支撐平臺上，所述支撐平臺的中部還固定有所述垂直測距傳感器和水平測距傳感器。本發明能夠使微型機床導軌傳動中無摩擦阻力，并且運動件抵抗外界干擾的能力強，加工精度極高。
【IPC分類】B23Q1/01
【公開號】CN105522400
【申請號】CN201610044172
【發明人】繆雪峰
【申請人】繆雪峰
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月22日