线性传动系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型是与线性传动技术有关，特别是指一种提高定位精准度的线性传动系统。
【背景技术】
[0002]—般为了降低滚珠螺杆背隙产生的误差，通常会在螺帽上增加额外的预压力调整结构，以消除螺杆、螺帽及滚珠之间所产生的背隙，如中国台湾第1335391公告号。无论滚珠螺杆的预压力存在与否，螺杆、螺帽及滚珠之间仍存在微小余隙，以让滚珠能滚动，但这微小余隙也让螺帽有相对螺杆轴向微幅移动的自由度，若无特殊处置，此微幅移动的量无法被预测，此即为螺杆传动机构的背隙问题，最终影响定位的精确度。
[0003]目前有许多移动平台都利用滚珠螺杆作为主要的传动机构，背隙的存在会使得马达内建的旋转编码器的角度定位无法精准对应到线性定位，造成重现精度不佳。传统上若要改善，通常会额外加装线性编码器，直接定位线性运动的位置来解决上述的问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于上述缺失，本实用新型的目的在于提供一种线性传动系统，用以消除线性移动装置本身的间隙，来提高线性传动系统的定位准确度。
[0005]为达成上述目的，本实用新型的线性传动系统包括一线性移动装置及一背隙消除装置。线性移动装置包括一线性支撑单元、一滑动单元及多个滚珠。滑动单元连接线性支撑单元，且可相对线性支撑单元作线性运动。线性支撑单元及滑动单元之间形成一循环路径。该多个滚珠设于循环路径上，每一滚珠具有背对的两点。背隙消除装置推抵线性移动装置的滑动单元，以使每一滚珠背对的两点分别抵靠线性支撑单元及滑动单元，推抵滑动单元的力量方向与滑动单元的运动方向平行。
[0006]如此，本实用新型的线性传动系统藉由背隙消除装置对滑动单元施加特定方向的力量，而使该多个滚珠定位于同侧，来避免滚珠与线性支撑单元及滑动单元之间定位时因为轴向的间隙无法精确地完成定位，以提高线性传动系统行程中的定位精准度。
[0007]有关本实用新型所提供的线性传动系统的详细构造、特点、组装或使用方式，将于后续的实施方式详细说明中予以描述。然而，在本实用新型领域中具有通常知识者应能了解，该等详细说明以及实施本实用新型所列举的特定实施例，仅用于说明本实用新型，并非用以限制本实用新型专利保护的范围。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的短行程的线性传动系统的一实施例的示意图。
[0009]图2是图1中滚珠螺杆及背隙消除装置的剖视示意图。
[0010]图3是本实用新型的长行程的线性传动系统的另一实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0011]以下，兹配合各图式列举对应之较佳实施例来对本实用新型的线性传动系统的组成构件及达成功效来作说明。然各图式中线性传动系统的构件、尺寸及外观仅用来说明本实用新型的技术特征，而非对本实用新型构成限制。
[0012]如图1所示，本实用新型的线性传动系统10包括一线性移动装置11及一背隙消除装置13。背隙消除装置13用以限制及消除线性移动装置11本身的背隙，来提高线性移动装置11的运行的准确度。
[0013]如图2所示，于此实施例中，线性移动装置11以滚珠螺杆为例来说明，因此，本实施例中滚珠螺杆与线性移动装置以相同的元件符号11表示。
[0014]滚珠螺杆11包括一螺杆(即线性支撑单元)111、一螺帽(即滑动单元)113及多个滚珠115。螺帽113系螺接螺杆111，且与螺杆111形成一滚珠循环路径117。该多个滚珠115设于滚珠循环路径117上。每一滚珠115具有背对的两点，分别和螺杆111与螺帽113接触于两点P1、P2。
[0015]背隙消除装置13推抵滚珠螺杆11的螺帽113，以使该多个滚珠115固定于同侧，如此，每一滚珠115背对的两点分别抵靠螺杆111及螺帽113。推抵螺帽113的力量F方向与螺杆111螺帽113运动方向平行。
[0016]请再参照图1，该图显示短行程的线性传动系统10，背隙消除装置13为一有杆缸，有杆缸包括一气压缸体131及一活塞杆133。活塞杆133设于气压缸体131内，且随气压缸体131内的气体压力变化而相对气压缸体131作伸缩(线性)运动。活塞杆133推抵螺帽113。如此，背隙消除装置13可藉由控制气压缸体131内的气体压力而使活塞杆133对螺帽113提供一推力，来消除滚珠螺杆11静止状态时，螺帽113与螺杆111之间的微幅移动的自由度，并使安装于螺帽113上的移动平台17被准确定位。
[0017]于本实用新型的线性传动系统10具有背隙消除装置13，因此，无论滚珠螺杆11是在运行中或者滚珠螺杆11是静止状态，都可藉由背隙消除装置13限制滚珠螺杆11的螺帽113与螺杆111的微幅移动的自由度。
[0018]一般来说，螺帽113被移动至定位点时，滚珠螺杆11属于静止状态，也就是说滚珠螺杆11本身的摩擦力及马达没有带动螺杆111转动，因此，螺帽113是不能相对螺杆111移动。此时，背隙消除装置13对螺帽113施加固定地推力，来达到消除背隙的目的，及提高定位地精度。因此，无论马达带动螺杆111转动，将螺帽113移动至螺杆111的任何定位位置时，背隙消除装置13都能对位在定位位置的螺帽113施加固定推力，来提高定位精确度。
[0019]如图3所示，该图显示长行程的线性传动系统30。于此实施例中，线性移动装置31是以伺服滑台为例，伺服滑台包括一滚珠螺杆311、一滑轨315及一伺服马达(图中未示)。滚珠螺杆311包括一螺杆312、一螺帽313及多个滚珠，且前一实施例有相同背隙的问题，于此不再赘述该问题。伺服马达使滚珠螺杆311运行，且为业界所周知，故于此不作赘述。
[0020]背隙消除装置33为一无杆缸，无杆缸与有杆缸的主要差异在于无杆缸没有活塞杆作为导引运动，可轻易达到长行程移动的优点。无杆缸是利用气体、磁力及钢索等来让活塞移动，可轻易达到长行程的优点。背隙消除装置33包括一线性缸体331、一活塞滑块333及一挡块335。线性缸体331与滚珠螺杆31平行设置。活塞滑块333连接线性缸体331上，且可于线性缸体331作前、后方向运动。挡块335连接活塞滑块333，且随活塞滑块333移动，并推抵滚珠螺杆31的螺帽313。如此，背隙消除装置33藉由移动活塞滑块333，而使挡块335对螺帽313施加固定方向的推力，来消除滚珠螺杆311的背隙，以提高长行程的滚珠螺杆的定位精准度。
[0021]虽然上述两实施例中，不同行程的滚珠螺杆分别搭配不同的背隙消除装置，但实际上，上述的背隙消除装置皆是藉由保持同方向的固定推力来达到背隙消除的效果，故本实用新型不以上述两实施例的叙述及组合为限，且不以有杆缸及无杆缸为限。
[0022]以上，说明了线性移动装置在静止状态时，本实用新型的背隙消除装置消除线性移动装置背隙的技术及功效，随后说明线性移动装置运行中，本实用新型的线性传动系统消除背隙的方式。
[0023]需要注意的是，无论背隙消除装置是采用何种配置，其手段均相同，因此，本实施例以长行程滚珠螺杆搭配背隙消除装置为例来说明。
[0024]请再参照图3，当线性移动装置31的滚珠螺杆311的螺杆312转动，而带动螺帽313沿螺杆312向前移动时，背隙消除装置33的活塞滑块333系带动挡块335同步对滚珠螺杆311的螺帽313施加向前的推力，而使滚珠螺杆31的滚珠背对的两点分别和其螺杆312与螺帽313接触，来提高运行中伺服滑台的精度。
[0025]综上所述，本实用新型的线性传动系统不需要额外安装线性编码器，而使对线性移动装置的滑动单元施加特定方向的推力，以消除线性移动装置本身的背隙，来提高滑动单元的定位精准度。
[0026]最后，再次强调，本实用新型于前揭实施例中所揭露的构成元件，仅为举例说明，并非用来限制本案的保护范围，其他等效元件的替代或变化，亦应为本案专利保护范围所涵盖。
【主权项】
1.一种线性传动系统，其特征在于，包括:一线性移动装置，包括一线性支撑单元、一滑动单元及多个滚珠，该滑动单元连接该线性支撑单元，且可相对该线性支撑单元作线性移动，该线性支撑单元及该滑动单元之间形成一循环路径，该多个滚珠位于该循环路径上，每一滚珠具有背对的两点；及一背隙消除装置，推抵该线性移动装置的滑动单元，以使每一滚珠背对的两点分别抵靠该线性支撑单元及该滑动单元，推抵该滑动单元的力量方向与该滑动单元的运动方向平行。2.根据权利要求1所述的线性传动系统，其特征在于，该背隙消除装置包括一气压缸体及一活塞杆，该活塞杆设于该气压缸体内，且可相对该气压缸体作线性运动，该活塞杆推抵该滑动单元。3.根据权利要求1所述的线性传动系统，其特征在于，该背隙消除装置包括一气压缸体、一活塞滑块及一挡块，该活塞滑块连接该气压缸体，且沿该气压缸体作线性运动，该挡块连接该活塞滑块，且推抵该滑动单元。4.根据权利要求3所述的线性传动系统，其特征在于，该气压缸体与该线性支撑单元平行。5.根据权利要求1、2、3或4所述的线性传动系统，其特征在于，该线性移动装置为一伺服滑台。6.根据权利要求1、2、3或4所述的线性传动系统，其特征在于，该线性移动装置为一滚珠螺杆。
【专利摘要】本实用新型的线性传动系统包括一线性移动装置及一背隙消除装置。线性移动装置包括一线性支撑单元、一滑动单元及多个滚珠。滑动单元连接线性支撑单元，且可相对线性支撑单元作线性运动。线性支撑单元及滑动单元之间形成一循环路径，该多个滚珠设于循环路径上，每一滚珠具有背对的两点。背隙消除装置推抵线性移动装置的滑动单元，以使每一滚珠背对的两点分别抵靠线性支撑单元及滑动单元，推抵滑动单元的力量方向与滑动单元的运动方向平行。
【IPC分类】F16H25/22
【公开号】CN204961741
【申请号】CN201520604994
【发明人】陈赞仁, 施誌华, 凃俊铭
【申请人】东捷科技股份有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年8月12日