在许多需要垂直运动的应用中,Z 轴执行器与一个或两个水平轴以 笛卡尔龙门式布置组合。在这些多轴配置中,移动的负载通过支架安装到 Z 轴,产生的力矩负载不仅影响 Z 轴,还影响水平(X 和 Y)轴。除了在高动态应用中不可接受的稳定时间和振荡之外,这种悬臂负载还会导致支撑线性导轨、执行器外壳和支架发生偏转。这就是为什么需要具有高刚度和最小偏转的垂直运动的应用有时会使用垂直升降台而不是传统的 Z 轴执行器。

垂直升降台使用平坦的水平工作台来支撑垂直移动的负载,消除可能导致偏转的悬臂负载。垂直升降平台有多种设计变体,但当极其平稳、准确的行程和高定位精度是最重要的标准时,设计通常包括一个工作台,该工作台以楔形布置连接到交叉滚柱滑轨滚珠或丝杠在横向上驱动工作台,交叉滚柱滑块的楔形排列将丝杠的水平运动转变为工作台的垂直运动。这种设计提供了非常精确的行程和定位精度,但通常仅限于 25 毫米或更短的行程长度。

垂直升降台
垂直升降台通常用于高精度多轴配置,例如包括水平轴、垂直升降台和旋转轴的这种配置。

这种垂直升降平台设计的好处是能够承载更大和更重的有效载荷,同时在运动过程中保持平稳、精确的运动以及工作台和底座之间的良好平行度。可用的行程长度也比螺杆驱动的楔形设计更长——在某些情况下可达数百毫米。垂直升降平台的另一种常见设计在每个角落使用垂直线性导轨(或在某些情况下,六个线性导轨均匀分布在工作台区域周围)和位于中心的垂直滚珠或丝杠。导轨通常是带有循环线性衬套的圆轴,因为它们提供非常平滑的运动,并且在串联使用四个(或更多)导轨时,由于它们能够补偿一些未对准,因此具有较低的束缚倾向。

垂直升降台

在此设计中,工作台由四个或更多垂直线性衬套组件支撑。


请注意,上述两种类型的垂直升降都被称为“平台”,因为它们专为在 Z 方向上极其精确的移动和定位而设计,很像使用高精度直线导轨和滚珠或丝杠驱动的 XY 平台。

然而,在螺杆驱动的楔形设计中,工作台表面通常被加工成非常严格的平面度公差,因此与螺杆驱动的线性导轨版本相比,它更符合传统的平台定义。