专利名称：电传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有能响应于旋转动力单元的运行而移动的滑动平台的电传动装置。
迄今电传动装置一直被用作传送工件的装置。这种电传动装置的一种常规设计基本上是按这样的结构构成一个细长的机架，置于该机架中的电动机，用来将电动机产生的旋转运动转换为线性运动并将线性运动传送给另一部件的滚珠螺杆，固定安装在机架上表面的一对平行导轨，以及可被滚珠螺杆沿着机架纵向移动并被导轨导引的滑动平台。
滚珠螺杆在其一端被一轴承旋转支撑。电动机具有经联轴器与滚珠螺杆的另一端同轴相连的电动机轴。一编码器被置于靠近电动机处用来检测电动机的角位移，旋转速度等。
常规电传动装置的机架由铝制成因而其刚度相对较差。因此，滑动平台的线性度和平行度的准确度实际上取决于由刚度大的不锈钢制成的导轨。常规电传动装置的高度或垂直尺寸等于机架的高度与和固定安装在机架上表面上的导轨的高度之和。不可能在保持其所要求高度刚性的同时限制电传动装置的高度。
由于机架和导轨是分离部件，常规电传动装置因而由相对较大数目的部件组成，并由相对较多的步骤组装而成，因而制造起来较贵。
常规电传动装置的另一问题是当进行组装时，滚珠螺杆必须以复杂的工序精确地对准位置，因为滚珠螺杆和电动机轴必须布置成互相同轴并由联轴器相连，并且滚珠螺杆需要沿着机架的轴布置。
本发明的总目的是提供一种具有限定的高度或垂直尺寸同时又保持所要求的高度刚性，并且能够便宜地制造的电传动装置。
本发明的主要目的是提供一种不要求滚珠螺杆对准位置且允许滚珠螺杆容易地组装就位的电传动装置。
本发明的上述目标和其他目的，特性和优点将通过以下结合以示例方式解释本发明的最佳实施例的附图进行的介绍而变得明显。
图1是根据本发明的第一实施例的电传动装置的分解透视图；图2是从图1的直线II--II所取的横截面图；图3是根据本发明的第二实施例的电传动装置的分解透视图；图4是图3所示的电传动装置的分解透视图；图5是从图3的直线V--V所取的横截面图；图6是图3所示的电传动装置的电动机壳体的正视图；图7是图3所示的电传动装置的驱动单元的纵截面图；图8是图3所示的电传动装置的驱动单元的局部截面图；图9是从图8的直线IX--IX所取的截面图；以及图10是图3所示的电传动装置的编码器的局部截面图；如图1所示，根据本发明的第一实施例的电传动装置10包括细长基座12，纵向支撑在基座12的上表面上确定的细长槽14内的滚珠螺杆16，用来使滚珠螺杆16沿着自己的轴旋转地安装在基座一纵向端的动力单元18，安装在基座12另一纵向端的编码器装置20，以及盖住基座12的槽14的盖22。
盖22包括盖住基座12的上表面的顶盖24和分别连在顶盖24两纵向端并分别盖住基座12的相对的两纵向端的一对侧盖26，27。侧盖26上确定有窗口28用来使与动力单元18和编码装置20电气相连的引线(未示出)从中通过。电传动装置10还具有可响应于滚珠螺杆16的旋转而沿着基座12纵向移动的滑动机构30，该滑动机构的移动同时还受在滚珠螺杆16每侧按互相相对的关系各有一对的两对轴承部件(后面将进行介绍)的导引。
基座12是采用冲压工艺(drawing process)用钢(SPC)或其它类似材料制成的单一结构，因而具有高度刚性。基座12具有C通道状截面，并包括一对在基座12的横向方向互相隔开的纵向导引楞边32a，32b，以及在纵向导引楞边32a，32b之间延伸的平板34。导引楞边32a，32b具有相对的内壁表面，其上分别具有基本为V形截面并沿着其纵向确定的凹槽36a，36b。轴承部件(后面将进行介绍)在凹槽36a，36b内滚动。
动力单元18包括电动机壳体40，它具有沿着基座12横向互相分离地伸出并分别固定在导引楞边32a，32b的上表面的一对臂38a，38b，且电动机单元44被安置在轴向确定在电动机壳体40内的贯通孔42内。电动机壳体40理想地由铝挤压模制而成。电动机单元44具有基本为圆柱形的内置有构成电动机的转子和定子(未示出)的壳体。电动机具有其上固定安装有转子且不需联轴器而整体同轴与滚珠螺杆16的一端相连的电动机轴。
编码器装置20包括一编码器壳体46，它具有沿着基座12横向互相分离地伸出并分别固定在导引楞边32a，32b的上表面的一对臂38a，38b，且编码器单元50被安置在沿轴向确定在编码器壳体46内的贯通孔48内。编码器壳体46理想地由铝挤压模制而成。编码器单元50具有基本为圆柱形的内置有用来检测电动机，进而检测滚珠螺杆16的角位移，旋转速度等的旋转编码器(未示出)的壳体。旋转编码器具有不需联轴器而整体同轴与滚珠螺杆16的另一端相连的编码器轴。分别在电动机壳体40和编码器壳体46内确定的孔42，48具有互相基本相同的直径。
当电动机单元44和编码器单元50被安在分别在电动机壳体40和编码器壳体46内确定的孔42，48内，以及电动机壳体40和编码器壳体46通过臂38a，38b固定在基座12的相应纵向端时，动力单元18的电动机轴，滚珠螺杆16，以及编码器装置20的编码器轴被互相同轴对准。结果，电动机单元44和编码器单元50可以被容易地组装在基座12上而不需对电动机轴和滚珠螺杆16进行对准的工序。
滑动机构30包括用来通过在滑动平台52的上表面上确定的附属孔(未示出)来支撑工件的滑动平台52。滑动平台52包括一对可在基座12的相应导引楞边32a，32b上并沿着它们滑动的滑块54a，54b，以及与滑块54a，54b整体相连并在它们之间横向延伸的支持块56。支持块具有在其中间确定的开孔58，它沿着滚珠螺杆16的轴向方向延伸。开孔58在其中支持基本为圆柱形的穿在滚珠螺杆16上的轴承块60。
如图2所示，滑块54a，54b分别支撑两对固定非同心轴承部件62，64，它们彼此隔离且互相相对并固定在滑块54a，54b上。固定非同心轴承部件62，64包括相应的具有倾斜外圆周表面66并在导引楞边32a，32b上的凹槽36a，36b内滚动行走的导引轮68，相应的导引轮68在其上被滚珠轴承70旋转支撑的套管71a，71b，使套管71a，71b固定在滑块54a，54b上的相应的螺栓72，以及拧在相应螺栓72上的螺母74。
在每一固定轴承部件62中，螺栓72与套管71a轴向对准。在每一非同心轴承部件64中，螺栓72的轴A偏离套管71b的轴B的轴线。因此，当螺栓72绕着其轴A转动时，套管71b绕着其轴B转动，从而调节导引轮68在凹槽36b内滚动啮合的角度。由于固定非同心轴承部件62，64的导引轮68以侧面方式位于导引楞边32a，32b的相对的内壁表面处，因而对导引轮68的高度没有过分的限制。
电传动装置10按如下方式组装形状基本为圆柱形的电动机单元44和编码器单元50分别被装在分别在电动机壳体40和编码器壳体46上确定的贯通孔42，48中。然后，将螺丝(未示出)穿入在臂38a，38b上确定的螺丝孔内，将电动机壳体40和编码器壳体46在相对的两纵向端固定在基座12的上表面上。
动力单元18，滚珠螺杆16，以及编码器装置20通过上述将电动机壳体40和编码器壳体46固定在基座12上而简单地被互相同轴对准。结果动力单元18，滚珠螺杆16，以及编码器装置20可以容易地被按同轴对准方式组装，因为不必再调整它们以使之互相对准。
下面介绍电传动装置10的运行。
接通与动力单元18的电动机电气相连的电源向电动机供电。滚珠螺杆16绕着其自己的轴转动，使得轴承块60将滑动平台52沿着滚珠螺杆16从而也沿着基座12纵向移动。滑动平台52因而可沿着电传动装置10将其上携带的工件传送所需的距离。
因为互相相对的导引楞边32a，32b与基座12整体形成，电传动装置10与机架和导轨互相独立，再组装起来的常规电传动装置相比具有更小的高度或垂直尺寸。电传动装置10因而相对较小且轻，由相对较少的部件组成，且能够相对便宜地进行制造。
下面将参照图3至图10对根据本发明的第二实施例的电传动装置80进行介绍。图3至10中那些与图1和图2中相同的部件用相同的参考号码表示且下面不再对它们详细介绍。
根据本发明的第二实施例的电传动装置80与根据本发明的第一实施例的电传动装置10的不同之处在于细长导引楞边86与细长基座82的平板84的一纵向边整体形成并沿着该纵向边延伸，与基座82分离的细长导轨88固定安装在平板84的对侧纵向边上并沿着该纵向边延伸，且导轨88的形状与导引楞边86的形状基本相同。
根据本发明的第二实施例的电传动装置80基本包括细长基座82，纵向支撑在基座82上表面上的滚珠螺杆16，用来使滚珠螺杆16沿着自己的轴旋转的安装在基座82一纵向端的动力单元90，安装在基座82另一纵向端的编码器装置92，以及盖住基座82上表面的盖22。电传动装置80还具有可响应于滚珠螺杆16的旋转而沿着基座82纵向移动的滑动机构94，该滑动机构的移动同时还受按互相相对的关系分别位于滚珠螺杆16每侧的呈两对的四个轴承块93的导引。轴承块93具有相应的在导引凹槽96(下面将进行介绍)内并沿着它滚动和转动的滚珠轴承(未示出)。
基座82是采用冲压工艺用钢(SPC)或类似材料制成的单一结构，因而具有高度刚性。向上伸出的导引楞边86与平板84的一纵向边整体形成。导轨88固定在平板84的对侧边的上表面上，它与导引楞边86在横向隔开(见图4)。导引楞边86和导轨88具有其上确定有相应纵向导引凹槽96的相对的内壁表面。轴承块93可移动地安装在导引楞边86和导轨88上，这样轴承块93的滚珠轴承就在导引凹槽96内滚动。轴承块93具有相同的形状。导轨88理想地具有自动对准的功能以保持相应的轴承块93与导轨88对准。这样的自动对准功能允许导轨88的接触表面按较大的公差加工。
动力单元90包括具有一对臂98a，98b的电动机壳体100，它们沿着基座82横向互相分离地伸出并分别固定在导引楞边86和导轨88的上表面，且电动机单元104被安置在轴向确定在电动机壳体100内的开孔102内。电动机壳体100理想地由铝挤压模制而成并在开孔102的曲线内壁表面具有装配槽106(见图4)。基座82在其纵向端上表面确定有基本为矩形的槽108，动力单元90安装在其中。电动机壳体100具有装配在槽108内的下表面110(见图5)，因此相对基座82牢固地固定(见图9)。
如图7至图9所示，电动机单元104具有处于开孔102中的壳体112，位于壳体112中的轴承116，与滚珠螺杆16的一端同轴整体相连并被轴承116转动支撑的电动机轴114，固定安装在电动机轴114上的转子118，以及固定安装在壳体112的内壁表面上的叠片定子120。定子120和转子118组合构成电动机。环形挡板122装配在壳体112的一端。波纹垫圈(wavewasher)124位于壳体112内并紧靠轴承116的一端。
如图4所示，编码器装置92包括具有沿着基座82横向互相分离地伸出并分别固定在导引楞边86和导轨88的上表面的一对臂98a，98b的编码器壳体126，以及被安置在确定在编码器壳体126内的开孔128内的编码器单元130。编码器壳体126理想地由铝挤压模制而成并在开孔128的曲线内壁表面具有装配槽106。编码器壳体126被安置在基座82上，编码器壳体126的下表面110被置于在编码器装置92安装在其上的基座82的一纵向端的上表面上确定的基本为矩形的槽108内。
如图7和图10所示，编码器单元130包括转动支撑滚珠螺杆16的轴承132，支持轴承132的基本为圆柱形的支持块134，它被安装在使它的一角被装配在装配槽106内的位置处(见图10)，与支持块134结合并在其末端支持环形挡板136的端盖块138，以及具有与滚珠螺杆16的对端整体形成的编码器轴140，用来检测电动机，进而检测滚珠螺杆16的角位移，旋转速度等的旋转编码器142。
电动机壳体100和编码器壳体126的形状互相基本相同，且分别在其上确定的开孔102，128的直径基本也互相一致(见图6)。当电动机单元104和编码器单元130被装配在相应的开孔102，128内，且电动机壳体100和编码器壳体126被通过装配在相应的槽108内定位，并通过臂98a，98b固定在基座82的相应纵向端时，动力单元90的电动机轴，滚珠螺杆16，以及编码器装置92被互相同轴对准。结果，动力单元90和编码器装置92可以被容易地组装在基座82上而不需对电动机轴和滚珠螺杆16进行对准的工序。
滑动机构94包括用来通过在滑动平台144的上表面上确定的附属孔(未示出)来支撑工件的滑动平台144。滑动平台144包括一对可在相应导引楞边86和导轨88上并沿着它们滑动的滑块146a，146b，以及与滑块146a，146b整体相连并在它们之间横向延伸的支持块148。滑块146a，146b安装在相应的轴承块对93上。支持块148具有在其中间确定的开孔150，它沿着滚珠螺杆16的轴向方向延伸。开孔150在其中支持基本为圆柱形的穿在滚珠螺杆16上的轴承块152并具有固定在支持块148一端的法兰154。
根据本发明的第二实施例的电传动装置80的其他结构详情，运行，和特点与根据本发明的第一实施例的电传动装置10相同，下面将不再对其详细介绍。
电传动装置10，80提供如下特点电传动装置10，80相对较小较轻，因为其高度或纵向尺寸可被限定而同时又能保持高度刚性。
由于至少一条导引楞边与机座整体形成，电传动装置10，80由相对较少数量的部件组成并由相对较少的步骤组装而成，因而可相对较便宜地制造。
由于不需专门的对准工序来使滚珠螺杆16与动力单元18，90和编码器装置20，92同轴对准，因此滚珠螺杆16可容易地被定位和组装。
虽然对本发明的一定最佳实施例详细进行了表示和介绍，但应知道可以对其进行不背离后面的权利要求的范围的各种改变和修改。
权利要求
1.一电动执行机构，包括一细长基座(12，82)；具有可滑动地安装在所述细长基座(12，82)上用来沿着它纵向移动的滑动平台(52，144)的滑动机构(30，94)；固定安装在所述细长基座(12，82)的纵向端，用来沿着所述细长基座(12，82)纵向移动所述滑动平台(52，144)的旋转动力装置(18，90)；固定安装在所述细长基座(12，82)的相对的纵向端，用来检测所述旋转动力装置(18，90)的旋转数值的检测装置(20，92)；与所述滑动机构(30，94)，所述旋转动力装置(18，90)，和所述检测装置(20，92)相连，用来将所述旋转动力装置(18，90)的旋转动力传送给所述滑动平台(52，144)的动力传送装置(16)；以及整体安装在所述基座(12，82)上，用来沿着所述细长基座(12，82)纵向导引所述滑动平台(52，144)的导引装置(32a，32b，86)。
2.根据权利要求1的电动执行机构，其中所述导引装置包括一对沿着所述基座(12)纵向延伸并横向互相隔开的导引楞边(32a，32b)，所述导引楞边(32a，32b)与所述基座(12)为一体。
3.根据权利要求1的电动执行机构，其中所述导引装置包括一沿着所述基座(12)纵向延伸并与所述基座(12)为一体的的导引楞边(86)，还包括一沿着所述基座(12)纵向延伸并与所述基座(12)分离但固定在其上的导轨(88)，所述导引楞边(86)与所述导轨(88)被横向互相隔开。
4.根据权利要求1的电动执行机构，其中所述旋转动力装置(18，90)包括安装在所述基座(12，82)并在其上确定有开孔(42，102)的电机壳体(40，100)，以及装配在所述开孔(42，102)中的电机单元(44，104)，且所述检测装置(20，92)包括安装在所述基座(12，82)并在其上确定有开孔(48，128)的编码器壳体(46，126)，以及装配在所述开孔(48，128)中的编码器单元(50，130)，且其中所述电机壳体(40，100)和所述编码器壳体(46，126)形状互相基本相同，而在所述电机壳体(40，100)中确定的所述开孔(42，102)和所述编码器壳体(46，126)中确定的所述开孔(48，128)确定的的尺寸互相基本一致。
5.根据权利要求2的电动执行机构，其中所述导引楞边(32a，32b)具有在其相应的相对的内壁表面上确定的相应的凹槽(36a，36b)，还包括至少一对安装在所述滑动平台(52)上并分别嵌入所述凹槽(36a，36b)的轴承部件(62，64)，用来沿着所述细长基座(12)纵向导引所述滑动平台(52)。
6.根据权利要求5的电动执行机构，其中所述轴承部件包括固定安装在所述滑动机构(30)上的固定轴承部件(62)和可调地安装在所述滑动机构(30)上的非同心轴承部件(64)。
7.根据权利要求1的电动执行机构，其中所述旋转动力装置包括电机轴(114)，而所述检测装置包括编码器轴(140)，所述动力传送装置包括与所述电机轴(114)和所述编码器轴(140)为一体的球螺杆(16)，其中所述球螺杆(16)，所述电机轴(114)，和所述编码器轴(140)互相同轴对准。
8.根据权利要求1的电动执行机构，其中所述滑动平台(52，144)具有一对可沿着所述导引装置(32a，32b，86)滑动的一对滑动块(54a，54b，146a，146b)以及与所述滑动块(54a，54b，146a，146b)整体相连并在其之间横向延伸的支持块(56，148)。
全文摘要
一电动执行机构具有细长基座12,以互相相对的关系固定安装在基座12的相对两端的动力单元18和编码器装置20,可沿着基座12纵向移动的滑动平台52,以及一对与基座12一体的用来沿着基座12纵向导引滑动平台52的导引楞边32a,32b。
文档编号F16H25/20GK1174303SQ9611182
公开日1998年2月25日 申请日期1996年8月19日 优先权日1996年8月19日
发明者永井茂和, 川本敕 申请人:Smc株式会社