专利名称：双轴倍速线性马达机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双轴倍速线性马达机构，特别是对于需要工件及刀具间相对快速移动的机械，例如模具高速雕刻机、PCB钻孔机、快速原型(RP，Rapid Proto-typing)机器或其它的电子生产设备等。
但是机构运动速度的提升有其瓶颈。一般提高速速及加速度的解决方案包含使用高转速伺服马达、使用皮带轮变速机构加速转速、使用高导程螺杆、或直接改用高速线性马达来驱动机构等。然而，在常用技术中，用以加快速度方案仍有待加强空间首先，为了以高速度来节省作业时间，不只最高速度要加快，而且加速度也要大，否则工件和刀具间相对移动速度尚未达到其最高速度，机构即需开始减速，即使已达最高速度，但保持在最高速度下的行程很短，则机构虽达到最高速度，但因为在最高速度下运转所占的时间不多，故所节省时间也并不多，对提高机构作业效率的贡献也并不大。
因此，不只是机构的最高速度要高，而加速度大也是十分重要的。就目前采用的高速度解决方案中，使用线性马达最高速度最快，而加速度也最大，高速线性马达本身最大加速度约可达到4G(″G″代表重力加速度)，但由于机构的移动座具有相当大质量，而加速度约和移动体的质量成反比，导致线性马达所驱动机构加速度并无法达到4G，而一般只有1G而已。由于机构的加速度不够大，当移动距离不够长时，机台进给速度尚未达到最高速度，即需要开始减速停止，实际达最高速移动行程并不多。
故常用的高速加工机构实仍需再加以改良，以加强高速进给需求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下—种双轴倍速线性马达机构，包含—机台底座；—工件置放台总成，设置于前述机台底座上；工件置放台总成上设有一承载工件工件承载台，且工件承载台可沿一平行于机台底座表面的第一轴移动；其中工件置放台由线性马达驱动；—刀具固定座总成，设置于机台底座上；刀具固定座总成上设有刀具，且刀具可沿前述第一轴方向移动；其中刀具固定座由线性马达驱动；其特征在于，前述工件承载台向第一轴的一向移动时，刀具向第一轴的另一向移动，以达到刀具和工件承载台间高速相对运动目的。
使用本发明的有益效果在于对于本发明，一般人可能会以为驱动机构移动的运动轴由原本一个动力源变成两个动力源，故将增加两倍成本；然而目前动力源成本占机台总成本的比率并非很高，因此动力源成本小幅提升是值得的，且当由一个动力轴驱动改为两个反方向的动力轴驱动时，由于动力轴所需移动的行程只剩下原来的一半，故每一轴行程都比原来短，而成本及难度也降低，故实际上机构总成本增加比率并不是很大，而在效率上则有相当大提升，故十分合算。
11刀具固定座 12刀具驱动轴21工件承载台 22工件驱动轴23工件固定座 3机台底座4工件 5刀具轴6刀具为使本发明的双轴倍速线性马达机构可得到理想的速度及加速度条件，本发明的双轴倍速线性马达机构的工件驱动轴22和刀具驱动轴12采用线性马达驱动；而由于驱动工件承载台21及驱动刀具固定座11的动力源是相互独立的，而本发明所设计的被驱动对象也没有大于现有技术所设计的机构质量之考虑因素，故其驱动速度及加速度都可达到现有设计的水准，因此本发明的双轴倍速线性马达机构的工件承载台21及刀具固定座11间的速度及加速度可达现有技术的两倍。
图2为本发明的一种双轴倍速线性马达机构的右侧视示意图，此图说明本发明的一个实施例。在此实施例中，工件固定座23置放于工件承载台21上，而工件4则置放于工件固定座23上；另外，刀具固定座11上设有刀具轴5，刀具轴5可带动刀具6进行接近工件及离开工件的加工动作(图2中的左右方向移动)。此为
图1的双轴倍速线性马达机构的一个应用实施例，此实施例适用于加工速度稍慢而需快速定位的机构，例如PCB钻孔机等设备，此实施例的刀具6和工件4可相对快速移动，而加工轴则维持一般现有的进给速度。由于此实施例在工件驱动轴22方向可具有双轴倍速的效果，使机构可达到更高的作业效率。
因此，本发明所提供双轴倍速线性马达机构，与其它现有结构相互比较时，具有下列的优点1.本发明的工件驱动轴及刀具驱动轴可同时相对于机台底座移动，并且移动方向相反，使工件驱动轴上的工件相对于刀具驱动轴上的刀具可达到刀具驱动轴相对于机台底座移动速度之两倍，也就是工件相对于刀具之速度可达到现有移动速度的两倍。
2.由于工件驱动轴及刀具驱动轴为个自独立，因此工件驱动轴及刀具驱动轴间的加速度也并不会相互干涉，故工件驱动轴及刀具驱动轴间反向移动而同时加减速时，其相对加速度为工件驱动轴的加速度及刀具驱动轴的加速度之和，故工件驱动轴及刀具驱动轴间的加速度可达现有速度的两倍，因此可提高工件及刀具间的相对加速度。
3.本发明的工件承载台和刀具采用线性马达驱动，由于线性马达具有良好的速度及加速度特性，故本发明的双轴倍速线性马达机构可得到理想的速度及加速度条件。
权利要求
1.一种双轴倍速线性马达机构，其特征在于，包含一机台底座；一工件置放台总成，设置于前述机台底座上；工件置放台总成上设有一承载工件之工件承载台，且工件承载台可沿一平行于机台底座表面的第一轴移动；其中工件置放台由线性马达驱动；一刀具固定座总成，设置于机台底座上；刀具固定座总成上设有刀具，且刀具可沿前述第一轴方向移动；其中刀具固定座由线性马达驱动；其特征在于，前述工件承载台向第一轴的一向移动时，刀具向第一轴的另一向移动，以达到刀具和工件承载台间高速相对运动目的。
2.根据权利要求1所述的双轴倍速线性马达机构，其特征在于，驱动工件置放台及驱动刀具固定座的线性马达为独立的两轴。
3.根据权利要求2所述的双轴倍速线性马达机构，其特征在于，刀具的加工方向平行于机台底座而和前述的第一轴垂直。
全文摘要
本发明关于一种双轴倍速线性马达机构，为达到工件承载台和刀具高速相对运动的目的，本发明工件承载台在向第一轴移动时，刀具向另一向移动，如此则工件承载台和刀具间相对速度，等于工件承载台相对于机台底座速度加上刀具相对于机台底座速度的总和。因此，不只工件承载台和刀具间的相对速度可达到现有速度的两倍，且工件承载台和刀具间的相对加速度也可达到现有速度的两倍，对机构的缩短加速时间，及减少移动时间的帮助很大。
文档编号B23Q5/22GK1471223SQ0212565
公开日2004年1月28日 申请日期2002年7月25日 优先权日2002年7月25日
发明者卓永财 申请人:大银微系统股份有限公司