阅读说明：本技术 一种3d动态聚焦z轴音圈电机 (3D dynamic focusing Z-axis voice coil motor ) 是由 杨长春 杜习占 于 2020-12-16 设计创作，主要内容包括：本发明属于激光3D加工领域,尤其是一种3D动态聚焦Z轴音圈电机,针对现有的响应时间比较长,影响实际工作速度,很难精确控制镜片的实际位置,容易因加工制造精度及装配精度等原因而造成配合间隙大小不一,进而容易造成摆动不稳定,反馈有延迟、误差的问题,现提出如下方案,其包括安装底板,所述安装底板一侧固定安装有后面板,安装底板的另一侧固定安装有前面板,所述前面板的一侧设有控制接口,前面板的另一侧安装有磁轭,所述磁轭的底部安装有盖板,安装底板的顶部设有动态镜片组,所述磁轭上连接有磁铁,动态镜片组上固定安装有线圈动子,本发明结构简单,体积小,维护简单,使用寿命更长,响应速度快,精度和重复精度高。(The invention belongs to the field of laser 3D processing, in particular to a 3D dynamic focusing Z-axis voice coil motor, which aims at solving the problems that the prior response time is long, the actual working speed is influenced, the actual position of a lens is difficult to accurately control, the fit clearance is easy to be different due to the processing and manufacturing precision, the swing is easy to be unstable, and the feedback has delay and error, and the like, the invention provides the following scheme, which comprises an installation bottom plate, wherein a rear panel is fixedly arranged on one side of the installation bottom plate, a front panel is fixedly arranged on the other side of the installation bottom plate, a control interface is arranged on one side of the front panel, a magnet yoke is arranged on the other side of the front panel, a cover plate is arranged at the bottom of the magnet yoke, a dynamic lens group is arranged at the top of the installation bottom plate, a magnet is connected on the magnet yoke, the volume is small, the maintenance is simple, the service life is longer, the response speed is high, and the precision and the repeatability are high.)

一种3D动态聚焦Z轴音圈电机

技术领域

本发明涉及激光3D加工技术领域，尤其涉及一种3D动态聚焦Z轴音圈电机。

背景技术

目前市面上大多是采用振镜电机带动连杆机构和滑块传动予以实现，具体的为电机的转动(实际是一定角度内的摆动)转换成透镜的水平移动。其响应时间比较长，影响实际工作速度，且由于曲柄的摆动角度和滑块的移动位移是非线性，所以很难精确控制镜片的实际位置；同时，曲柄连杆机构中的曲柄和连杆的铰接处以及连杆和滑块的铰接处，容易因加工制造精度及装配精度等原因而造成配合间隙大小不一，进而容易造成摆动不稳定，反馈有延迟、误差等现象。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在响应时间比较长，影响实际工作速度，很难精确控制镜片的实际位置，容易因加工制造精度及装配精度等原因而造成配合间隙大小不一，进而容易造成摆动不稳定，反馈有延迟、误差的缺点，而提出的一种3D动态聚焦Z轴音圈电机。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种D动态聚焦Z轴音圈电机，包括安装底板，所述安装底板一侧固定安装有后面板，安装底板的另一侧固定安装有前面板，所述前面板的一侧设有控制接口，前面板的另一侧安装有磁轭，所述磁轭的底部安装有盖板，安装底板的顶部设有动态镜片组，所述磁轭上连接有磁铁，动态镜片组上固定安装有线圈动子，线圈动子上安装有读数头和滑块，滑块连接有导轨，导轨上安装有两个固定支撑块，固定支撑块上安装有光栅尺。

优选的，所述磁轭由高导磁材料加工而成。

优选的，所述线圈动子由外部绝缘的硅片或铝制结构件以及线圈组成。

优选的，所述固定支撑块的底部安装有安装板。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、结构简单，体积小，通过以最少的零部件数量来实现Z轴驱动，而且这仅仅是只存在一个运动的部件。

2、维护简单，由于部件少，运动时无机械接触，从而大大降低了零部件的磨损，只需很少甚至无需维护，使用寿命更长。

3、没有机械接触，运动平稳，传动力是在气隙中产生的，除了导轨以外没有任何其它的摩擦，没有其它机械连接或转换装置的缘故。

4、加速度很大，响应速度比现有技术要快20％。

5、精度和重复精度高，因为消除了影响精度的中间环节，系统的精度取决于位置检测元件，有合适的反馈装置可达亚微米级。目前有2种，光电传感器可达±1um,光栅传感器可达0.1um。

本发明结构简单，体积小，维护简单，使用寿命更长，响应速度快，精度和重复精度高。

附图说明

图1为本发明提出的一种3D动态聚焦Z轴音圈电机的结构示意图；

图2为本发明提出的一种3D动态聚焦Z轴音圈电机的爆炸图；

图3为本发明提出的一种3D动态聚焦Z轴音圈电机的内部结构示意图。

图中：1-动态镜片组，2-磁轭，3-后面板，4-盖板，5-控制接口，6-前面板，7-安装底板，8-磁铁，9-线圈动子，10-固定支撑块，11-安装板，12-光栅尺，13-导轨，14-读数头，15-滑块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种3D动态聚焦Z轴音圈电机，包括安装底板7，安装底板7一侧固定安装有后面板3，安装底板7的另一侧固定安装有前面板6，前面板6的一侧设有控制接口5，前面板6的另一侧安装有磁轭2，磁轭2的底部安装有盖板4，安装底板7的顶部设有动态镜片组1，磁轭2上连接有磁铁8，动态镜片组1上固定安装有线圈动子9，线圈动子9上安装有读数头14和滑块15，滑块15连接有导轨13，导轨13上安装有两个固定支撑块10，固定支撑块10上安装有光栅尺12。

本发明中，磁轭2由高导磁材料加工而成，增强磁铁8带来的磁感线。

本发明中，线圈动子9由外部绝缘的硅片或铝制结构件以及线圈组成，线圈顺着该方形结构连续绕制而成，绕制圈数根据带载负载而定。

本发明中，固定支撑块10的底部安装有安装板11。

本发明中，线圈动子9与磁铁8之间依据安培力原理的相互作用力，使线圈在气隙内沿轴向运动，通过线圈的电流方向决定其运动方向，线圈动子9带动动态镜片组1通过滑块15做水平直线往返运动。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。