一種凸桿式無鐵芯直線電機運動模組的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電機技術，特別涉及一種凸桿式無鐵芯直線電機運動模組。
【背景技術】
[0002]直線電機是一種將電能直接轉換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉換機構的傳動裝置。其中，無鐵芯直線電機具有零齒槽效應、零定位力、定動子間沒有吸引力、寬速度范圍、高動態性能、極高的定位精度等優點，使得無鐵芯直線電機廣泛用于半導體光刻、PC板檢查和鉆孔、晶片處理加工、離子注入、電子裝配及坐標測量等精密伺服領域。
[0003]對于無鐵芯直線電機，一般采用分數槽集中繞組形式，可分為非重疊繞組和重疊繞組。這兩種繞組形式的無鐵芯電機一般都為動圈式結構，由初級和雙邊次級組成，初級部分由環氧樹脂灌封的分數槽集中繞組構成，次級部分由N、S交替排列的永磁體和次級鐵軛組成，形成一個類“U”型結構。這種雙邊磁軌“U”型結構，雖然提高了電機的驅動力，但雙邊磁軛及其連接支撐板使得電機體積較大，其運動模組的光柵編碼器、讀數模組、固定導向導軌都放置在“U”型雙邊磁軌兩側，顯得整個運動模組體積更大。
[0004]除此之外，這種“U”型雙邊磁軌無鐵芯直線電機高速運動時，電機的反電動勢也較大，對直流母線電壓要求也較高，從而不利于高速運動；若無鐵芯直線電機采用單邊磁軌結構，電機推力又往往不足。
[0005]因此，現有技術還有待于改進和發展。
【實用新型內容】
[0006]鑒于上述現有技術的不足之處，本實用新型的目的在于提供一種推力大、結構緊湊、剛度強、速度高的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型采取了以下技術方案:
[0008]一種凸桿式無鐵芯直線電機運動模組，其包括凸桿式無鐵芯直線電機、導軌、在導軌上滑動的滑塊、光柵尺、讀數模組和用于承載負載設備的承載轉接板；所述凸桿式無鐵芯直線電機包括定子和在定子的兩側相對所述定子運動的動子，所述定子的一側面上設置有第一磁鐵組，定子的另一側面上設置有第二磁鐵組；所述動子與第一磁鐵組之間具有第一氣隙、與第二磁鐵組之間具有第二氣隙，所述讀數模組設置于所述動子上，所述動子設置于所述承載轉接板上，所述導軌和光柵尺設置于所述定子上，所述讀數模組包括讀數頭和讀數頭轉接板。
[0009]所述的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組中，所述滑塊的頂面固定于所述承載轉接板上，所述導軌固定于所述第二磁軛體的頂面上。
[0010]所述的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組中，所述動子包括第一線圈組、第二線圈組、第一動子轉接固定板、第二動子轉接固定板、用于固定第一線圈組和第二線圈組的線圈架；所述線圈架位于所述定子的下方，所述第一線圈組的一端和第二線圈組的一端設置于所述線圈架上；所述第一線圈組的另一端設置于所述第一動子轉接固定板上，所述第二線圈組的另一端設置于所述第二動子轉接固定板上；所述第一動子轉接固定板和第二動子轉接固定板固定在所述承載轉接板上。
[0011]所述的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組中，所述第一線圈組包括第一彎折部和第二彎折部，所述第二彎折部的端面和側面連接于所述線圈架上，所述第一彎折部與第二彎折部之間形成第一凹部；所述第二線圈組包括第三彎折部和第四彎折部，所述第四彎折部的端面和側面連接于所述線圈架上，所述第三彎折部與第四彎折部之間形成第二凹部。
[0012]所述的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組中，所述動子還包括用于封裝所述第一線圈組的第一裝封體和用于封裝所述第二線圈組的第二裝封體。
[0013]所述的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組中，所述定子的上部的兩端設置有擋板。
[0014]所述的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組中，所述定子的下部的兩端設置有固定塊。
[0015]所述的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組中，所述定子的端面呈凸字型。
[0016]所述的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組中，所述動子的數量為兩個以上。
[0017]所述的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組中，相鄰兩個動子相對的側面上設置有緩沖塊。
[0018]相較于現有技術，本實用新型提供的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組，包括凸桿式無鐵芯直線電機、導軌、滑塊、光柵尺、讀數模組和用于承載負載設備的承載轉接板，所述凸桿式無鐵芯直線電機包括定子和在定子的兩側相對所述定子運動的動子，所述定子的一側面上設置有第一磁鐵組，定子的另一側面上設置有第二磁鐵組；所述動子與第一磁鐵組之間具有第一氣隙、與第二磁鐵組之間具有第二氣隙，所述讀數模組設置于所述動子上，所述動子設置于所述承載轉接板上，所述導軌和光柵尺設置于所述定子上，所述讀數模組包括讀數頭和讀數頭轉接板。本實用新型使用了凸桿式無鐵芯直線電機，通過將第一磁鐵組和第二磁鐵組背向設置在定子上，可使電機的磁軛體積做得更小，結構更緊湊，并且采用雙側動子結構推力大，運動速度快、效率高，可以以很高的速度頻繁的進行直線往復運動。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實施例提供的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組的側視結構示意圖。
[0020]圖2為本實用新型第一較佳實施例提供的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組的立體結構示意圖。
[0021]圖3為本實用新型第二較佳實施例提供的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組的一角度的立體結構示意圖。
[0022]圖4為本實用新型第二較佳實施例提供的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組的另一角度的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]本實用新型提供一種推力大、結構扁平緊湊、剛度強、速度高、工作效率極高，尤其適用于要求精確的快速取放料來提高生產效率的場合。
[0024]為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0025]請參閱圖1和圖2，本實用新型第一較佳實施例提供的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組包括凸桿式無鐵芯直線電機(圖中未標號)、導軌402、在導軌402上滑動的滑塊401、光柵尺502、讀數模組(圖中未示出)和用于承載負載設備的承載轉接板303，所述凸桿式無鐵芯直線電機包括:定子10、在定子10的兩側相對所述定子10運動的動子20，所述定子10的一側面上設置有第一磁鐵組102，在定子10的另一側面上設置有第二磁鐵組103，所述動子20與第一磁鐵組102之間具有第一氣隙(圖中未標號)、與第二磁鐵組103之間具有第二氣隙(圖中未標號)，所述動子20通電時與定子10磁場相互作用產生電磁推力，使動子20在定子10上作直線往復運動。
[0026]所述定子10的凸桿磁軛是由導磁材料Q235A鋼等做成，也可選用更優的導磁性能更好、剛度剛強的材料，且截面呈現一個凸臺，所述定子10的凸桿磁軛長度可根據使用工況選取合理長度。
[0027]其中，所述定子10的端面呈凸字型，“凸”下半部分主要作為導通磁路的作用，上半部分的側面可安裝用于凸桿式無鐵芯直線電機運行需要的光柵尺502、導軌402等，可以保證動子運行時與定子間的間隙的大小。
[0028]本實用新型提供的凸桿式無鐵芯直線電機運動模組中所述動子20與定子10的磁極間沒有齒槽力，通過兩排磁鐵背向設置在凸桿狀的定子上，定子磁軛的體積可做得更小。凸桿狀的定子磁軛不僅是導通匯聚磁場的磁路，而且還同時兼顧支撐動子穩定導向和精準定位控制需要反饋信號等作用。
[0029]請繼續參閱圖1和圖2，所述導軌402固定在定子的頂面上，所述滑塊401的頂面固定于所述承載轉接板303上。所述滑塊401的頂面固定于所述承載轉接板303上，使動子20隨滑塊401 —起沿導軌402做直接運動，并且可保證動子20運行時與定子10間的氣隙的大小，光柵尺與動子20上的讀數模組相配合，進行實時位置反饋，可以保證電機精準的定位運行。
[0030]所述導軌402均為直線導軌，具體為IKO直線導軌、NSK直線導軌、HIWIN直線導軌等(其中，IK0、NSK、HIWIN為導軌品牌)，且不局限于某個型號，其具體結構為現有技術，此處不作詳述。
[0031]另外，所述定子10的上部的兩端設置有擋板601，主要用于限制動子20的最大行程，防止動子20滑出導軌，所述定子10的下部的兩端還安裝有固定模塊701，用于整個運動模組的安裝固定，其安裝方式多種多樣，本實用新型對此不作限制。
[0032]本實施例中，所述讀數模組包括讀數頭501和讀數頭轉接板304，所述讀數頭轉接板304通過螺孔設置于動子20的第二動子轉接固定板302上，所述讀數頭501設置于讀數頭轉接板304上。所述光柵尺502可采用雷尼紹、海德漢公司出廠的光柵編碼器，且不局限于某型號，具體結構為現有技術，此處不作詳述。在運動時，讀數頭501獲取光柵尺502的數據，獲取動子20運動的位移。
[0033]請繼續參閱圖1和圖2，所述第一磁鐵組102和第二磁鐵組103均包括若干個N極(北極)、S極(南極)交錯設置、且線性排列的磁鐵。如圖1的視角，若一塊磁鐵的N極向左、S極向右，則與其相鄰的磁鐵則為N極向右、S極向左排列，且各磁鐵排列成一條直線。具體地，各磁鐵為模塊化永磁磁鐵，可以分段拼接，各磁鐵組的長度可以根據定子的長度匹配設計。具體的，所述磁鐵為海爾貝克永磁磁鐵、釹鐵硼永磁磁鐵、稀土永磁磁鐵等，粘貼在定子兩個相對的側面上。
[0034]本實用新型采用雙邊磁鐵背對粘貼在磁軛上，其磁場與分布在兩側的動線圈產生的磁場相互作用，推力比單側磁鐵要大得多，當凸桿式無鐵芯直線電機直接驅動較輕負載時，可以精確的實現高速頻繁往復直線運行。
[0035]請繼續參閱圖1和圖2，所述動子20包括第一線圈組201、第二線圈組202、第一動子轉接固定板301、第二動子轉接固定板302、用于固定第