一种凸杆式无铁芯直线电机运动模组的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电机技术，特别涉及一种凸杆式无铁芯直线电机运动模组。
【背景技术】
[0002]直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。其中，无铁芯直线电机具有零齿槽效应、零定位力、定动子间没有吸引力、宽速度范围、高动态性能、极高的定位精度等优点，使得无铁芯直线电机广泛用于半导体光刻、PC板检查和钻孔、晶片处理加工、离子注入、电子装配及坐标测量等精密伺服领域。
[0003]对于无铁芯直线电机，一般采用分数槽集中绕组形式，可分为非重叠绕组和重叠绕组。这两种绕组形式的无铁芯电机一般都为动圈式结构，由初级和双边次级组成，初级部分由环氧树脂灌封的分数槽集中绕组构成，次级部分由N、S交替排列的永磁体和次级铁轭组成，形成一个类“U”型结构。这种双边磁轨“U”型结构，虽然提高了电机的驱动力，但双边磁轭及其连接支撑板使得电机体积较大，其运动模组的光栅编码器、读数模组、固定导向导轨都放置在“U”型双边磁轨两侧，显得整个运动模组体积更大。
[0004]除此之外，这种“U”型双边磁轨无铁芯直线电机高速运动时，电机的反电动势也较大，对直流母线电压要求也较高，从而不利于高速运动；若无铁芯直线电机采用单边磁轨结构，电机推力又往往不足。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展。
【实用新型内容】
[0006]鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种推力大、结构紧凑、刚度强、速度高的凸杆式无铁芯直线电机运动模组。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案:
[0008]一种凸杆式无铁芯直线电机运动模组，其包括凸杆式无铁芯直线电机、导轨、在导轨上滑动的滑块、光栅尺、读数模组和用于承载负载设备的承载转接板；所述凸杆式无铁芯直线电机包括定子和在定子的两侧相对所述定子运动的动子，所述定子的一侧面上设置有第一磁铁组，定子的另一侧面上设置有第二磁铁组；所述动子与第一磁铁组之间具有第一气隙、与第二磁铁组之间具有第二气隙，所述读数模组设置于所述动子上，所述动子设置于所述承载转接板上，所述导轨和光栅尺设置于所述定子上，所述读数模组包括读数头和读数头转接板。
[0009]所述的凸杆式无铁芯直线电机运动模组中，所述滑块的顶面固定于所述承载转接板上，所述导轨固定于所述第二磁轭体的顶面上。
[0010]所述的凸杆式无铁芯直线电机运动模组中，所述动子包括第一线圈组、第二线圈组、第一动子转接固定板、第二动子转接固定板、用于固定第一线圈组和第二线圈组的线圈架；所述线圈架位于所述定子的下方，所述第一线圈组的一端和第二线圈组的一端设置于所述线圈架上；所述第一线圈组的另一端设置于所述第一动子转接固定板上，所述第二线圈组的另一端设置于所述第二动子转接固定板上；所述第一动子转接固定板和第二动子转接固定板固定在所述承载转接板上。
[0011]所述的凸杆式无铁芯直线电机运动模组中，所述第一线圈组包括第一弯折部和第二弯折部，所述第二弯折部的端面和侧面连接于所述线圈架上，所述第一弯折部与第二弯折部之间形成第一凹部；所述第二线圈组包括第三弯折部和第四弯折部，所述第四弯折部的端面和侧面连接于所述线圈架上，所述第三弯折部与第四弯折部之间形成第二凹部。
[0012]所述的凸杆式无铁芯直线电机运动模组中，所述动子还包括用于封装所述第一线圈组的第一装封体和用于封装所述第二线圈组的第二装封体。
[0013]所述的凸杆式无铁芯直线电机运动模组中，所述定子的上部的两端设置有挡板。
[0014]所述的凸杆式无铁芯直线电机运动模组中，所述定子的下部的两端设置有固定块。
[0015]所述的凸杆式无铁芯直线电机运动模组中，所述定子的端面呈凸字型。
[0016]所述的凸杆式无铁芯直线电机运动模组中，所述动子的数量为两个以上。
[0017]所述的凸杆式无铁芯直线电机运动模组中，相邻两个动子相对的侧面上设置有缓冲块。
[0018]相较于现有技术，本实用新型提供的凸杆式无铁芯直线电机运动模组，包括凸杆式无铁芯直线电机、导轨、滑块、光栅尺、读数模组和用于承载负载设备的承载转接板，所述凸杆式无铁芯直线电机包括定子和在定子的两侧相对所述定子运动的动子，所述定子的一侧面上设置有第一磁铁组，定子的另一侧面上设置有第二磁铁组；所述动子与第一磁铁组之间具有第一气隙、与第二磁铁组之间具有第二气隙，所述读数模组设置于所述动子上，所述动子设置于所述承载转接板上，所述导轨和光栅尺设置于所述定子上，所述读数模组包括读数头和读数头转接板。本实用新型使用了凸杆式无铁芯直线电机，通过将第一磁铁组和第二磁铁组背向设置在定子上，可使电机的磁轭体积做得更小，结构更紧凑，并且采用双侧动子结构推力大，运动速度快、效率高，可以以很高的速度频繁的进行直线往复运动。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型实施例提供的凸杆式无铁芯直线电机运动模组的侧视结构示意图。
[0020]图2为本实用新型第一较佳实施例提供的凸杆式无铁芯直线电机运动模组的立体结构示意图。
[0021]图3为本实用新型第二较佳实施例提供的凸杆式无铁芯直线电机运动模组的一角度的立体结构示意图。
[0022]图4为本实用新型第二较佳实施例提供的凸杆式无铁芯直线电机运动模组的另一角度的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]本实用新型提供一种推力大、结构扁平紧凑、刚度强、速度高、工作效率极高，尤其适用于要求精确的快速取放料来提高生产效率的场合。
[0024]为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025]请参阅图1和图2，本实用新型第一较佳实施例提供的凸杆式无铁芯直线电机运动模组包括凸杆式无铁芯直线电机(图中未标号)、导轨402、在导轨402上滑动的滑块401、光栅尺502、读数模组(图中未示出)和用于承载负载设备的承载转接板303，所述凸杆式无铁芯直线电机包括:定子10、在定子10的两侧相对所述定子10运动的动子20，所述定子10的一侧面上设置有第一磁铁组102，在定子10的另一侧面上设置有第二磁铁组103，所述动子20与第一磁铁组102之间具有第一气隙(图中未标号)、与第二磁铁组103之间具有第二气隙(图中未标号)，所述动子20通电时与定子10磁场相互作用产生电磁推力，使动子20在定子10上作直线往复运动。
[0026]所述定子10的凸杆磁轭是由导磁材料Q235A钢等做成，也可选用更优的导磁性能更好、刚度刚强的材料，且截面呈现一个凸台，所述定子10的凸杆磁轭长度可根据使用工况选取合理长度。
[0027]其中，所述定子10的端面呈凸字型，“凸”下半部分主要作为导通磁路的作用，上半部分的侧面可安装用于凸杆式无铁芯直线电机运行需要的光栅尺502、导轨402等，可以保证动子运行时与定子间的间隙的大小。
[0028]本实用新型提供的凸杆式无铁芯直线电机运动模组中所述动子20与定子10的磁极间没有齿槽力，通过两排磁铁背向设置在凸杆状的定子上，定子磁轭的体积可做得更小。凸杆状的定子磁轭不仅是导通汇聚磁场的磁路，而且还同时兼顾支撑动子稳定导向和精准定位控制需要反馈信号等作用。
[0029]请继续参阅图1和图2，所述导轨402固定在定子的顶面上，所述滑块401的顶面固定于所述承载转接板303上。所述滑块401的顶面固定于所述承载转接板303上，使动子20随滑块401 —起沿导轨402做直接运动，并且可保证动子20运行时与定子10间的气隙的大小，光栅尺与动子20上的读数模组相配合，进行实时位置反馈，可以保证电机精准的定位运行。
[0030]所述导轨402均为直线导轨，具体为IKO直线导轨、NSK直线导轨、HIWIN直线导轨等(其中，IK0、NSK、HIWIN为导轨品牌)，且不局限于某个型号，其具体结构为现有技术，此处不作详述。
[0031]另外，所述定子10的上部的两端设置有挡板601，主要用于限制动子20的最大行程，防止动子20滑出导轨，所述定子10的下部的两端还安装有固定模块701，用于整个运动模组的安装固定，其安装方式多种多样，本实用新型对此不作限制。
[0032]本实施例中，所述读数模组包括读数头501和读数头转接板304，所述读数头转接板304通过螺孔设置于动子20的第二动子转接固定板302上，所述读数头501设置于读数头转接板304上。所述光栅尺502可采用雷尼绍、海德汉公司出厂的光栅编码器，且不局限于某型号，具体结构为现有技术，此处不作详述。在运动时，读数头501获取光栅尺502的数据，获取动子20运动的位移。
[0033]请继续参阅图1和图2，所述第一磁铁组102和第二磁铁组103均包括若干个N极(北极)、S极(南极)交错设置、且线性排列的磁铁。如图1的视角，若一块磁铁的N极向左、S极向右，则与其相邻的磁铁则为N极向右、S极向左排列，且各磁铁排列成一条直线。具体地，各磁铁为模块化永磁磁铁，可以分段拼接，各磁铁组的长度可以根据定子的长度匹配设计。具体的，所述磁铁为海尔贝克永磁磁铁、钕铁硼永磁磁铁、稀土永磁磁铁等，粘贴在定子两个相对的侧面上。
[0034]本实用新型采用双边磁铁背对粘贴在磁轭上，其磁场与分布在两侧的动线圈产生的磁场相互作用，推力比单侧磁铁要大得多，当凸杆式无铁芯直线电机直接驱动较轻负载时，可以精确的实现高速频繁往复直线运行。
[0035]请继续参阅图1和图2，所述动子20包括第一线圈组201、第二线圈组202、第一动子转接固定板301、第二动子转接固定板302、用于固定第