专利名称：一种高速线性马达定位平台的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种线性马达定位平台的精密结构，特别是指一种以马达的一次侧做为固定部，而适合于高速移动的线性马达定位平台。
习用的使用线性马达直接驱动的机构是使用铁磁性材料制造成具有齿状结构的固定部，并以电磁铁及永久磁铁等组部成一个活动部，相对于固定部移动；其中电磁铁由于是直接由电流的通过而产生磁场，称为线性马达的一次侧，而齿状结构的铁磁性材料由于是感应一次侧产生的磁场变化，称为二次侧。此种设计在线性马达运动速度较慢时，使用上确实没有问题，但是当活动部快速来回移动时，活动部上连接电磁铁的接线十分容易断裂，使用寿命变得很低，为避免突发的故障发生，接线甚至于需要定期更换，故实非一良好的机构。
为达成上述的实用新型目的，本实用新型提供一种高速线性马达定位平台，包含一固定部，其是由一上一次侧结构及一下一次侧结构所构成，其中上一次侧结构及下一次侧结构相互固接，且分别内含数个磁模组；且前述的磁模组各包含一永久磁铁、一组矽钢片与一线圈；以及一活动部，其是由铁磁性材料制成而其上设有齿状结构的二次侧结构所构成；且前述的上一次侧结构及下一次侧结构分别设置于前述的活动部的二次侧结构两侧，而成一个三明治组合。
其中上一次侧结构及下一次侧结构分别内含两个零损耗轴承，以避免固定部和活动部间的磨擦。
其中零损耗轴承是为一空气轴承。
其中固定部的上一次侧结构与二次侧结构相对处加设一位置量测系统，且位置量测系统的读头是设于前述的固定部。
其中前述的磁模组包含驱动X轴运动的磁模组及驱动Y轴运动的磁模组，驱动X轴运动的磁模组及驱动Y轴运动的磁模组相交正交。
本实用新型的活动部为使用铁磁性材料制作而成，其上没有接线；而固定部则是由具有数个磁模组的结构所构成，其上具有接线连接磁模组，以使磁模组在电流变化时对周围空间产生磁场变化，本实用新型由于活动部上面没有接线，故在快速移动时没有接线被拉断的问题；为使活动部运动时可以循一定的轨迹移动，且具有较大的推力，本实用新型的高速线性马达定位平台设计成三明治状，其固定部包含分设在活动部两侧的上一次侧结构及下一次侧结构，上一次侧结构及下一次侧结构各设置有磁模组的结构，且内部纵向嵌设零损耗轴承(例如气压轴承)，利用零损耗轴承使活动部悬浮于固定部的上一次侧结构与下一次侧结构之间；且由于活动部两侧各都设有磁模组的结构，磁场的强度可以提高为传统以一次侧做为活动部的线性马达的一倍。借由如此设计，使本实用新型的高速线性马达定位平台达到具有高推力、高定位精度、低摩擦、高加速性、高可靠度与体积小的定位平台结构。
当本实用新型的高速线性马达定位平台需要位置检出的回馈时，为避免检出信号线在高速移动中断裂，读头则装设于线性马达定位平台的固定部。
本实用新型所提供高速线性马达定位平台，与其他习用结构相互比较时，具有下列的优点1.本实用新型的活动部乃借由空气轴承悬浮于固定部的上，下一次侧结构之间，借由空气轴承流出的压缩气体，使固定部与活动部间，无论是静止或高速相对移动，均不接触，完全革除两物件接触时产生的磨擦与磨耗的问题，有效提高加工速度，并由于空气轴承会流出压缩气体的设计，使本实用新型别具气冷效果。再则，固定部采用上、下一次侧结构的两层的方式，可增加机台至少两倍的推力，利于提高机台的加工速度。且固定部与活动部其分成三层板状的组合方式，则是达成习用结构所不及的结构简单且体积小的优势，可提高厂房面积的使用效率。
2.同时，由于使用线性马达直接驱动，没有刚性及背隙等问题，使得定位精密度得以保持一定水准，彻底革除习用结构以滚动螺杆为动力媒介而易于产生摩擦损耗及背隙的缺弊。
3.再者，由于接线是连接在固定部上，故可避免线性马达在高速运动中接线断裂的问题。
上述的活动部20乃由高速线性马达的二次侧结构21所构成，此二次侧结构21由铁磁性材料制成，其上设有齿状的结构，齿状的铁磁性材料结构可随磁模组30的磁场改变而产生推力。活动部20因为呈薄板型，量轻而容易悬浮于上一次侧结构11及下一次侧结构12的零损耗轴承40间。本实用新型的高速线性马达定位平台的活动部20与固定部10的二次侧结构21，因为二次侧结构21的齿状铁磁性材料结构，借由电磁学原理，使固定部10的上一次侧11及下一次侧12内的磁模组30与活动部20的二次侧结构21相互感应而产生激磁作用，使活动部20得以在上一次侧11及下一次侧12中移动，达到工件定位加工的效益。
请参阅图2，此设计乃是本实用新型应用于单轴闭回路控制状态的定位平台，此结构是在固定部10的上一次侧结构11与活动部20的相对处加设一位置量测系统50；位置量测系统50是由设于上一次侧结构11的读头51与设于活动部20的尺身52所构成，如此可以量测系统的回馈讯号作闭回路控制，以防止失步的误差，进一步提高定位精度，且由于读头51是装设于线性马达定位平台的固定部10之上，可避免高速度移动中检出信号线断裂的问题。
图3是本实用新型应用于双轴开回路控制的定位平台的示意图，其中主要是于上一次侧结构11及下一次侧结构12上分别配置驱动X轴运动的磁模组60与驱动Y轴运动的磁模组70，其中驱动X轴运动的磁模组60及驱动Y轴运动的磁模组70相交正交，而活动部10与上一次侧结构11及下一次侧结构12的感应区域则分别设有铁磁性材料制作而成的齿状二次侧结构80，以对应驱动X轴运动的磁模组60及驱动Y轴连动的磁模组70；如此设计，即可使活动部20增具有X轴与Y轴的同时快速运动的功能，提高工件加工效益。
请参阅图4，此设计为本实用新型应用于双轴闭回路控制的定位平台，其主要是在图3实施例的固定部10与活动部20的相对处再加设一位置量测系统90；位置量测系统90主要是由设于上一次侧结构11的读头91及设于活动部20的尺身92(二维结构)组合而成。如此可以回馈检测讯号作闭回路控制，以防止失步并缩小位置误差，进一步提高定位精度；且由于读头91是装设于线性马达定位平台的固定部10之上，可避免检出信号线断裂的问题。
权利要求1.一种高速线性马达定位平台，其特征在于，包含一固定部，其是由一上一次侧结构及一下一次侧结构所构成，其中上一次侧结构及下一次侧结构相互固接，且分别内含数个磁模组；且前述的磁模组各包含一永久磁铁、一组矽钢片与一线圈；以及一活动部，其是由铁磁性材料制成而其上设有齿状结构的二次侧结构所构成；且前述的上一次侧结构及下一次侧结构分别设置于前述的活动部的二次侧结构两侧，而成一个三明治组合。
2.按权利要求1所述的高速线性马达定位平台，其特征在于，其中上一次侧结构及下一次侧结构分别内含两个零损耗轴承，以避免固定部和活动部间的磨擦。
3.按权利要求2所述的高速线性马达定位平台，其特征在于，其中零损耗轴承是为一空气轴承。
4.按权利要求1所述的高速线性马达定位平台，其特征在于，其中固定部的上一次侧结构与二次侧结构相对处加设一位置量测系统，且位置量测系统的读头是设于前述的固定部。
5.按权利要求1所述的高速线性马达定位平台，其特征在于，其中前述的磁模组包含驱动X轴运动的磁模组及驱动Y轴运动的磁模组，驱动X轴运动的磁模组及驱动Y轴运动的磁模组相交正交。
专利摘要一种高速线性马达定位平台，包括一固定部及一设于固定部中间的活动部；其中固定部由上一次侧结构及下一次侧结构所构成；上一次侧结构及下一次侧结构内部纵向嵌设零损耗轴承；利用零损耗轴承使活动部悬浮于固定部的上一次侧结构与下一次侧结构之间，借如此设计，达到一具有高定位精度、低摩擦、高加速性、高可靠度与体积小的定位平台结构。
文档编号H02K41/02GK2545747SQ0223655
公开日2003年4月16日 申请日期2002年6月5日 优先权日2002年6月5日
发明者卓永财 申请人:大银微系统股份有限公司