本發(fā)明屬于機(jī)電領(lǐng)域，具體地說是在一個(gè)行程中輸出足夠能量為機(jī)床動(dòng)力配套的直線電機(jī)。

背景技術(shù)：

目前，直線電機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用、軍事及其他多種直線運(yùn)動(dòng)場合，國外研究首先應(yīng)用于機(jī)床，以裝備制造業(yè)為例，有直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓力機(jī)、電磁錘、電磁打箔機(jī)、壓鑄機(jī)等。但將直線電機(jī)作為動(dòng)力機(jī)應(yīng)用于機(jī)床，還有許多技術(shù)問題有待突破：如在壓力機(jī)上應(yīng)用，我國起步較晚，國外雖早，但邁步并不遠(yuǎn)，因受直線電機(jī)單一行程推力不足的制約，研究水平始終停留在小型機(jī)上，對(duì)中、大型壓力機(jī)的研究仍屬空白：如日本ADA工程技術(shù)公司開發(fā)出了采用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的小型精密零件加工用L-SF型新型成型壓力機(jī)，其公稱力只有490公斤，不足半噸，現(xiàn)有技術(shù)檢索表明，國外至今無大噸位壓力機(jī)的研究報(bào)道。

由于直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、慣性小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、速度和加速度大、精度高、振動(dòng)和噪音小等優(yōu)點(diǎn)，是各類超高速、精密機(jī)床的理想傳動(dòng)方式；隨著新型磁性材料和電機(jī)專用冷卻方法的出現(xiàn)，隨著機(jī)床高速化、精密化、智能化的進(jìn)一步發(fā)展，直線電機(jī)在機(jī)床上的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛，有可能使機(jī)床結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生更革命性變化，若發(fā)明在一個(gè)行程中輸出足夠能量為各種機(jī)床動(dòng)力配套的直線電機(jī)很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有直線電機(jī)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種由編程控制器控制動(dòng)子運(yùn)行獲得足夠能量的直線電機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，能量轉(zhuǎn)換效率高，輸出動(dòng)力強(qiáng)等。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：機(jī)床動(dòng)力用直線電機(jī)，包括：殼體、直線導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、動(dòng)子和定子，其特征在于：所述的直線導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，是由固定在殼體中心的主導(dǎo)向軸(5)和固定在殼體周邊的邊導(dǎo)向軸(15)組成，其中邊導(dǎo)向軸(15)為空心軸，軸外安裝儲(chǔ)能彈簧(16)，軸內(nèi)安裝儲(chǔ)能量化調(diào)控機(jī)構(gòu)；所述動(dòng)子(3)被固定在托板(4)上，托板(4)設(shè)有主導(dǎo)向軸孔和邊導(dǎo)向軸孔，還裝有動(dòng)力輸出座(6)，動(dòng)力輸出座(6)上設(shè)有隨動(dòng)掛鉤(7)；所述定子由固定鐵芯(2)和緩沖鐵芯(1)組成，緩沖鐵芯(1)設(shè)有中心導(dǎo)向孔，下方安裝壓縮彈簧(17)；在殼體上端裝有擒縱掛鉤(8)，當(dāng)隨動(dòng)掛鉤(7)到達(dá)設(shè)定高度時(shí)予以擒縱，掛鉤的“分離”與“結(jié)合”由掛鉤離合器控制。

所述的儲(chǔ)能量化調(diào)控機(jī)構(gòu)是由絲杠(15-1)、動(dòng)塊(15-2)、橫擔(dān)(15-3)和調(diào)控齒輪(15-4)構(gòu)成，橫擔(dān)(15-3)固定在動(dòng)塊(15-2)上，它的兩端分別從邊導(dǎo)向軸(15)的豎槽中穿出軸外，以控制儲(chǔ)能彈簧(16)的下端。

所述的掛鉤離合器由自動(dòng)擒縱機(jī)構(gòu)和分離器組成：自動(dòng)擒縱機(jī)構(gòu)由支架(13)、立式絲杠(10)、定位齒輪(11)、拉力彈簧(9)組成，立式絲杠(10)的上端可繞支架(13)上的橫軸(12)轉(zhuǎn)動(dòng)，拉力彈簧(9)使立式絲杠(10)維持在豎直位置，擒縱掛鉤(8)上設(shè)有螺紋，安裝在立式絲杠(10)上；分離器由電磁鐵(14)、固定座(14-1)、分離杠桿(14-2)、支點(diǎn)(14-3)和推桿(14-4)構(gòu)成。

本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、能量轉(zhuǎn)換效率高、在一個(gè)行程中可輸出足夠能量做機(jī)床動(dòng)力配套之用等顯著優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為儲(chǔ)能量化調(diào)控機(jī)構(gòu)示意圖。

圖3為掛鉤離合器示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，如圖1所示，直線電機(jī)殼體的磁路部件采用軟磁性材料制作，非磁路部件及主導(dǎo)向軸5均采用非磁性材料制作；對(duì)定子2、動(dòng)子3及殼體止口的加工，必須有較高的同軸精度，保證直線電機(jī)的氣隙均勻；對(duì)主導(dǎo)向軸5和邊導(dǎo)向軸15的孔位加工也應(yīng)有較高的孔位加工精度。

對(duì)儲(chǔ)能量化調(diào)控機(jī)構(gòu)的量化調(diào)節(jié)：采用步進(jìn)電機(jī)使用同步帶傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)調(diào)控齒輪15-4轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，步進(jìn)電機(jī)由編程控制器控制；采用人工調(diào)節(jié)時(shí)，需將調(diào)控齒輪15-4更換成手動(dòng)輪。

兩掛鉤的相互擒縱位置應(yīng)準(zhǔn)確控制在設(shè)定的高度上，需要調(diào)節(jié)時(shí)，采用步進(jìn)電機(jī)使用同步帶傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)定位齒輪11轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度；若人工調(diào)節(jié)應(yīng)將定位齒輪11更換成手動(dòng)輪。

預(yù)調(diào)試操作步驟：

1、將擒縱掛鉤8調(diào)至最高位：首先用力將托板4向下壓至下止點(diǎn)，使儲(chǔ)能彈簧16儲(chǔ)存一定能量，然后迅速撤去外力，托板4在儲(chǔ)能彈簧16的推動(dòng)下，隨動(dòng)掛鉤7應(yīng)能夠到達(dá)被擒縱掛鉤8擒縱的高度；若上升高度不夠時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)控齒輪15-4，使絲杠15-1轉(zhuǎn)動(dòng)，增加儲(chǔ)能彈簧16的儲(chǔ)存能量。

2、將擒縱掛鉤8調(diào)至最低位：調(diào)節(jié)絲杠15-1，減小儲(chǔ)能彈簧16的儲(chǔ)能量，使隨動(dòng)掛鉤7上升的高度剛好被擒縱掛鉤8擒縱為止，避免出現(xiàn)向上過沖。

3、安裝速度傳感器：用以實(shí)時(shí)檢測動(dòng)子3的動(dòng)態(tài)速度，檢測數(shù)據(jù)通過傳輸線傳送給編程控制器。

4、控制器的編程：按動(dòng)子運(yùn)行控制程序及量化控制數(shù)據(jù)(包括儲(chǔ)能彈簧的儲(chǔ)能量、掛鉤捕獲設(shè)定高度、動(dòng)子動(dòng)態(tài)速度值)編制好控制程序。

動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)過程：

初始狀態(tài)隨動(dòng)掛鉤7跟擒縱掛鉤8處于結(jié)合狀態(tài)，啟動(dòng)時(shí)，由編程控制器先給電磁鐵14通電使其吸合，向下推動(dòng)杠桿14-2的右端繞支點(diǎn)14-3轉(zhuǎn)動(dòng)，其左端向上轉(zhuǎn)動(dòng)，可依次推動(dòng)推桿14-4、立式絲杠10下端向左移，從而帶動(dòng)擒縱掛鉤8隨其左移，跟隨動(dòng)掛鉤7分離。

掛鉤分離后，動(dòng)子3的受力失去平衡，由于動(dòng)子3的上行有一段是被拋起的，因此在這段行程只受重力作用而加速下落，編程控制器應(yīng)在動(dòng)子速度和下落位置優(yōu)選最佳值，給繞組通電，動(dòng)子3在重力和電磁力的合力作用下到達(dá)下止點(diǎn)并斷電。該過程通過預(yù)加速獲得足夠動(dòng)能、隨越來越大的電磁力抗衡來自負(fù)荷的阻力、壓縮儲(chǔ)能彈簧16獲得設(shè)定的彈性勢能。

動(dòng)子3到達(dá)下止點(diǎn)，有剩余能量跟緩沖鐵芯1發(fā)生碰撞一同向下緩沖；緩沖鐵芯1靠壓縮彈簧17復(fù)位，動(dòng)子3靠儲(chǔ)能彈簧16儲(chǔ)存的彈性勢能產(chǎn)生上推作用而向上加速運(yùn)動(dòng)以及最后被向上拋起，最終準(zhǔn)確到達(dá)擒縱的設(shè)定高度被擒縱，進(jìn)入守候狀態(tài)。