Двухкоординатный стол Советский патент 1982 года по МПК B23Q1/66 

Изобретение относится к области точной механики, а именно к устройствам, осуществляющим точные шаговые перемещения в системе координат, и может найти применение в прецизионном технологическом оборудовании, особенно при большой степени автоматизации.

Известен двухкоординатный стол 1, содержащий предметную плиту с кронштейном, промежуточные салазки, . основание и приводные двигатели. Перемещение предметной плиты по координате X осуществляется вместе с промежуточными салазками через ходо.вую гайку и винт, соединенными муфтой с выходным валом двигателя. Перемещение по координате X осуществляется от второго двигателя через муфту, винт-гайку, которая удерживается от поворота линейкой. В паре винт-гайка последняя имеет-ведущий палец, вхо-дящий в паз кронштейна, проходящего через окна в салазках.

Недостатками этого стола является то, что перемещение предметной плиты осуществляется на направляющих трения скольжения, что влечет за собой -изнашивание контактных пар, т.е. низ- .кая износостойкость. Кроме того,все

координатные столы содержат согласующие звенья типа винт-гайка, которые представляют собой упругие системы. Поэтому при перемещении на малых скоростях в них наблюдается скачкообразное движение. В таких системах получить высокую разрешающую способность невозможно, т.е. нельзя получить гарантированные наименьшие перемещения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее каретки, направляющие, между КОТ9РЫМИ размещены виброопоры, и приводы перемещения кареток. При включении привода (магнистрикторов) каретка (стол) всплывает. При этом трение между контактирующими поверхностями значительно снижается за счет газового клина, создаваемого магнитострикционными преобразователями Г2 Недостатками данного устройства являются снижение точности позиционирования объекта за счет поперечных смещений каретки и температурных деформаций из-за наличия больших питающих токов магнитострикционных преобразователей, а также значительные энергозатраты.

Цель изобретения - повышение точности позицирования объекта путем

устранения поперечного смещения каретки.

Указанная цель достигается тем, что в двухкооряинатном столе, содержащем каретки, направляющие, между которыми размешены виброопоры, и при волы перемещения кареток, направляющие снабжены П-образными постоянными магнитами, образующими замкнутый магнитопровод, между которыми расположены указанные виброопоры.

Приводы выполнены в виде подпружиненных пьезокерамичегких вибродвигателей, взаимодействующих с кареткой. Зиброопори выполнены в виде набора отдельных пьезокерамических элемёнтов.

Изготовление направляющих с П-образным постоянными магнитами, внутри которых размещены виброопоры на пьезкерамике ударного действия, которые колеблются с ультразвуковой частотой и малыми амплитудами и вследствие этго образуется газовое сжатие п ленки между вибраторами и кареткой,и позволяет каретке перемещаться без механического контакта и без поперечного смещения, что повышает износоустойчивость, а значит надежность и точность стола. Подпружиненный вибродвигатель , осуществляющий перемещение каретки на пьезокерамике с асимметри ческими циклами колебаний, также повышает точ1|ость перемещения стола.

На фиг. 1 показан общий вид координатного стола; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 --схема магнитных силовых линий в магнитопроводе.

Двухкоординатный стол содержит каретки 1 и 2, направляющие 3 и 4, пьезокерамический вибродвигатель 5, .основание 6. Направляющая 3, установленная на основании 6, и направляющая 4, закрепленная на каретке 1, выполнены из магнитопроводящих пластин. Направляющая 3 снабжена П-образным постоянным магнитом 7. Между направляющими 3 и 4 размещены виброопоры 8 на пьезокерамике ударного действия, которые создают между направляющими 3 и 4 газовую пленку 9. Они могут быть выполнены на стержневой, кольцевой и также из наборов дисков пьезокерамики. Вибродвигатель 5 установлен на пружине 10 и представляет собой пьезокерамическую пластину, электроды которой разделены на четыре сектора и соединены попарно по диагонали.

Стол работает следующим образом.

При подаче управляющего напряжения на пьезокерамические виброопори 8 от генератора (на фигурах не показан) импульсов ультразвуковой частоты виброопоры начинают деформироваться с такой же частотой, создавая газовую ежа тую пленку 9 определенной величины между направляющими 3 и 4. Каретка 1 Удерживается от поперечного смещения магнитосиловыми линиями магнитопровода, составленного из направляющих 3 и 4 и магнита 7. Перемещение каретки 2 вдоль оси V осуществляется вибродвигателем 5. Он работает следующим образом. При подаче напряжения на пластины вибродвигателя 5, в них создаются асимметрические циклы колебаний ввиду разделения электродов пластины на четыре сектора. Это поле вызывает продольные и поперечные деформации в пьезокерамической пластине. Находясь в упругом контакте с каретками, пластины, расширяясь, перемещают в том или ином направлении каретки на газовой пленке. Верхняя каретка 2 работает аналогично каретке 1.

Формула изобретения

1.Двухкоординатный стол, содержащий каретки, направляющие, между которыми размещены виброопоры, и приводы перемещения кареток, отличающийся тем, что, с целью повышения точности позиционирования объекта за счет устранения поперечного смещения кареток, направляющие снабжены П-образными постоянными магнитами, образующими замкнутый магнитопровод, между которыми расположены указанные виброопоры.

2.Стол по п. 1, о т л -и ч а ющ и и с я тем, что приводы перемещения кареток выполнены в виде подпружиненных пьезокерамических вибродвигателей .

3.Стол по п. 1, о т л и ющ и и с я тем, что виброопоры выполнены в виде набора отдельных пьезокерамических элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 365238, кл. В 23 Q 1/14, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР 218610, кл. В 23 Q 1/02, 1966

прототип) .

8

/

I 6

фе/г.

А-А