直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱的制作方法
【專利摘要】一種直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱，其特征在于：所述磁懸浮龍門立柱包括龍門立柱、直接磁懸浮直線同步電動機和導(dǎo)向電磁鐵,所述直接磁懸浮直線同步電動機主要包括定子鐵心和使用時與定子鐵心做相對移動的動子鐵心；該實用新型采用直接磁懸浮直線同步電動機的法向磁拉力使龍門立柱懸浮以消除摩擦，使龍門立柱在直接驅(qū)動的同時能夠從根本上消除摩擦實現(xiàn)無摩擦移動，并且不用單獨另設(shè)懸浮電磁鐵，對進(jìn)一步提高龍門移動式鏜銑床的加工精度具有重要意義。
【專利說明】
直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種磁懸浮龍門立柱，特別是涉及一種用于龍門移動式鏜銑床的磁懸浮龍門立柱，屬于數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]龍門移動式鏜銑床的龍門立柱在加工過程中頻繁的往復(fù)移動會產(chǎn)生摩擦阻力，特別是在低速時的非線性摩擦不可避免地影響驅(qū)動系統(tǒng)的精度，增加了驅(qū)動系統(tǒng)的功率損耗，降低了效率，提高了維護(hù)費用，甚至可能導(dǎo)致驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生爬行以及造成反向死區(qū)。摩擦是引起數(shù)控機床熱變形的原因之一，是影響加工精度的重要因素。摩擦也是引起磨損、產(chǎn)生噪音的因素，需要良好的潤滑來提高機床壽命。因此，如何有效的減小或消除摩擦已成為制約龍門移動式鏜銑床龍門移動性能的技術(shù)瓶頸。
[0003]現(xiàn)有的龍門移動式鏜銑床的磁懸浮龍門立柱，利用永磁直線電動機或者其它類型的直線電動機作為驅(qū)動元件，附加電磁鐵多點支撐進(jìn)行懸浮，裝置復(fù)雜，缺乏立柱直接自動懸浮和直接驅(qū)動的能力，在龍門移動式鏜銑床本體設(shè)計時不得不考慮懸浮和驅(qū)動的問題，特別是立柱在移動過程中沒有自動導(dǎo)向功能，容易產(chǎn)生扭曲現(xiàn)象，限制了磁懸浮龍門立柱的使用和推廣，影響磁懸浮龍門立柱運行的穩(wěn)定性和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]實用新型目的:
[0005]本實用新型提供一種直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱，其目的是解決以往的磁懸浮龍門立柱依靠直線電動機驅(qū)動、電磁鐵多點支撐懸浮，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性和可靠性差，特別是無法很好的解決龍門立柱的直接驅(qū)動與直接磁懸浮的技術(shù)問題。
[0006]技術(shù)方案:
[0007]一種直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱，其特征在于:所述磁懸浮龍門立柱包括龍門立柱、直接磁懸浮直線同步電動機和導(dǎo)向電磁鐵，所述直接磁懸浮直線同步電動機主要包括定子鐵心和使用時與定子鐵心做相對移動的動子鐵心;所述磁懸浮龍門立柱安裝在動子鐵心上;在所述動子鐵心內(nèi)設(shè)置有能使動子鐵心在定子鐵心下運動的電樞繞組，在所述定子鐵心內(nèi)設(shè)置有能使動子鐵心相對于定子鐵心懸浮的勵磁繞組;在所述磁懸浮龍門立柱與動子鐵心連接的平面上設(shè)置有電渦流傳感器;在所述基座上設(shè)置有輔助導(dǎo)軌和長光柵傳感器;在所述動子鐵心兩側(cè)安裝有具有導(dǎo)向功能的電磁鐵;所述勵磁繞組和電渦流傳感器連接至磁懸浮控制系統(tǒng);所述推力繞組和長光柵傳感器連接至運動控制系統(tǒng)。
[0008]龍門立柱的磁懸浮和水平運動是由直接磁懸浮直線同步電動機同時來完成的。
[0009]直接磁懸浮直線同步電動機的磁極采用直流勵磁，通過磁懸浮控制系統(tǒng)實現(xiàn)磁場的直接調(diào)節(jié)。
[0010]所述定子鐵心設(shè)置在基座下部，在基座上部還設(shè)置有輔助導(dǎo)軌；當(dāng)龍門立柱不工作時，停在基座上的輔助導(dǎo)軌上，所述動子鐵心工作時就是沿著輔助導(dǎo)軌移動;導(dǎo)軌既是龍門立柱的輔助導(dǎo)軌，同時也是直接磁懸浮直線同步電動機的輔助導(dǎo)軌。
[0011]優(yōu)點及效果
[0012]為了解決以往龍門移動式鏜銑床龍門立柱多點電磁鐵磁懸浮存在的問題，本實用新型將龍門立柱的移動和磁懸浮由同一臺直接磁懸浮直線同步電動機同時來實現(xiàn)，也就是說將直接磁懸浮直線同步電動機與龍門立柱結(jié)合起來，將龍門立柱直接安裝在直接磁懸浮直線同步電動機的動子上，龍門立柱的移動是由直接磁懸浮直線同步電動機的電磁推力來實現(xiàn)的，通過調(diào)節(jié)推力繞組的電流來改變電磁推力;磁懸浮力是定子鐵心內(nèi)的勵磁磁極和直線同步電動機的動子鐵心之間產(chǎn)生的單邊磁拉力，通過調(diào)節(jié)可控勵磁電流來調(diào)節(jié)磁懸浮力。動子鐵心兩側(cè)設(shè)有自動導(dǎo)向的導(dǎo)向電磁鐵，避免了在龍門立柱移動時，兩側(cè)不同步時產(chǎn)生的扭曲問題。該實用新型是靠直接磁懸浮直線同步電動機來直接自動懸浮龍門立柱，能夠克服以往龍門立柱電磁鐵多點支撐懸浮、裝置復(fù)雜、影響運行穩(wěn)定性和可靠性的技術(shù)問題。
[0013]本實用新型具體優(yōu)點如下:
[0014]1、龍門立柱的磁懸浮和水平運動是由直接磁懸浮直線同步電動機同時來完成的，無需電磁鐵多點支撐懸浮，龍門立柱結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，實現(xiàn)了龍門立柱的直接磁懸浮和直接驅(qū)動。
[0015]2、直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱，動子鐵心兩側(cè)安裝具有導(dǎo)向功能的電磁鐵用來自動導(dǎo)向，防止龍門立柱兩側(cè)不同步造成的扭曲。
[0016]3、直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱，電動機的磁極采用直流勵磁，通過磁懸浮控制系統(tǒng)實現(xiàn)磁場的直接調(diào)節(jié)，勵磁電流的大小由懸浮高度決定。
[0017]4、直接磁懸浮直線同步電動機的電磁推力可通過電樞電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0018]5、該實用新型的磁懸浮龍門立柱為磁懸浮狀態(tài)的無摩擦運動，與導(dǎo)軌之間不存在摩擦阻力，提高了龍門立柱移動的精度和響應(yīng)速度，消除了爬行、反向死區(qū)、熱變形、磨損以及噪音還能免潤滑，提高了龍門移動式鏜銑床的壽命。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱結(jié)構(gòu)示意圖:
[0020]圖2為本實用新型的導(dǎo)向電磁鐵自動導(dǎo)向的剖面圖:
[0021]圖中標(biāo)號說明如下:
[0022]1、磁懸浮龍門立柱;2、動子鐵心；3、電樞繞組;4、定子鐵心；5、勵磁繞組;6、輔助導(dǎo)軌;7、電渦流傳感器;8、長光柵傳感器;9、運動控制系統(tǒng)；10、磁懸浮控制系統(tǒng)；11、基座；12、導(dǎo)向電磁鐵;13、工作臺。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的說明:
[0024]如圖所示，本實用新型提出了一種直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱，所述磁懸浮龍門立柱包括龍門立柱1、直接磁懸浮直線同步電動機和導(dǎo)向電磁鐵，所述直接磁懸浮直線同步電動機主要包括定子鐵心4和使用時與定子鐵心4做相對移動的動子鐵心2;所述磁懸浮龍門立柱I安裝在動子鐵心2上;在所述動子鐵心2內(nèi)設(shè)置有能使動子鐵心2在定子鐵心4下運動的電樞繞組3，電樞繞組3可以使得動子鐵心2與定子鐵心4之間產(chǎn)生相對移動;在所述定子鐵心4內(nèi)設(shè)置有能使動子鐵心2相對于定子鐵心4懸浮的勵磁繞組5;勵磁繞組5可以使得動子鐵心2在定子鐵心4下懸浮。電樞繞組3和勵磁繞組5的布線方向與動子鐵心2沿定子鐵心4的移動方向垂直。在所述磁懸浮龍門立柱I與動子鐵心2連接的平面上設(shè)置有電渦流傳感器7;在所述基座11上設(shè)置有輔助導(dǎo)軌6和長光柵傳感器8;在所述動子鐵心2兩側(cè)安裝有具有導(dǎo)向功能的電磁鐵12;所述勵磁繞組5和電渦流傳感器7連接至磁懸浮控制系統(tǒng)10;所述推力繞組3和長光柵傳感器8連接至運動控制系統(tǒng)9。
[0025]龍門立柱的磁懸浮和水平運動是由直接磁懸浮直線同步電動機同時來完成的，無需電磁鐵多點支撐懸浮，龍門立柱結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，實現(xiàn)了龍門立柱的直接磁懸浮和直接驅(qū)動。
[0026]在所述動子鐵心2兩側(cè)安裝具有導(dǎo)向功能的電磁鐵12用來自動導(dǎo)向，防止龍門立柱兩側(cè)不同步造成的扭曲。解決了自動導(dǎo)向的問題。
[0027]直接磁懸浮直線同步電動機的磁極采用直流勵磁，通過磁懸浮控制系統(tǒng)10實現(xiàn)磁場的直接調(diào)節(jié)。
[0028]龍門立柱為磁懸浮狀態(tài)的無摩擦運動，與導(dǎo)軌之間不存在摩擦，提高了龍門立柱移動的精度和響應(yīng)速度，消除了爬行、反向死區(qū)、熱變形、磨損以及噪音，免潤滑，提高了龍門移動式鏜銑床的壽命。
[0029 ] 所述直接磁懸浮直線同步電動機的磁場可根據(jù)懸浮高度自動調(diào)節(jié)。所述直接磁懸浮直線同步電動機的電磁推力可通過電樞電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0030] 如圖1所示，所述定子鐵心4設(shè)置在基座11下部，在基座11上部還設(shè)置有輔助導(dǎo)軌
6。當(dāng)龍門立柱I不工作時，停在基座11上的輔助導(dǎo)軌6上，所述動子鐵心2工作時就是沿著輔助導(dǎo)軌6移動。導(dǎo)軌6既是龍門立柱I的輔助導(dǎo)軌，同時也是直接磁懸浮直線同步電動機的輔助導(dǎo)軌。
[0031 ]如圖2所示，所述動子鐵心2兩側(cè)裝有導(dǎo)向電磁鐵12，當(dāng)磁懸浮龍門立柱運動時，導(dǎo)向電磁鐵12產(chǎn)生自動導(dǎo)向的電磁力。
[0032]綜上所述，該實用新型的直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱，由直接磁懸浮直線同步電動機來實現(xiàn)龍門立柱的驅(qū)動與磁懸浮，實現(xiàn)直接懸浮和直接驅(qū)動。磁懸浮龍門立柱與直接磁懸浮直線同步電動機的動子固定相連，龍門立柱的移動是由直接磁懸浮直線同步電動機的切向電磁推力來實現(xiàn)的，通過調(diào)節(jié)電樞繞組的電流來改變電磁推力;磁懸浮力是定子鐵心上的勵磁磁極和動子鐵心之間產(chǎn)生的單邊磁拉力，通過調(diào)節(jié)勵磁電流來調(diào)節(jié)磁懸浮力；導(dǎo)向電磁鐵安裝在動子兩側(cè)，與基座之間產(chǎn)生電磁力，通過控制的電流大小來自動導(dǎo)向。
[0033]該實用新型采用直接磁懸浮直線同步電動機的法向磁拉力使龍門立柱懸浮以消除摩擦，使龍門立柱在直接驅(qū)動的同時能夠從根本上消除摩擦實現(xiàn)無摩擦移動，并且不用單獨另設(shè)懸浮電磁鐵，對進(jìn)一步提高龍門移動式鏜銑床的加工精度具有重要意義。
【主權(quán)項】
1.一種直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱，其特征在于:磁懸浮龍門立柱包括龍門立柱(I)、直接磁懸浮直線同步電動機和導(dǎo)向電磁鐵，直接磁懸浮直線同步電動機主要包括定子鐵心(4)和使用時與定子鐵心(4)做相對移動的動子鐵心(2);磁懸浮龍門立柱(I)安裝在動子鐵心(2)上;在動子鐵心(2)內(nèi)設(shè)置有能使動子鐵心(2)在定子鐵心(4)下運動的電樞繞組(3)，在定子鐵心(4)內(nèi)設(shè)置有能使動子鐵心(2)相對于定子鐵心(4)懸浮的勵磁繞組(5);在磁懸浮龍門立柱(I)與動子鐵心(2)連接的平面上設(shè)置有電渦流傳感器(7);在基座(11)上設(shè)置有輔助導(dǎo)軌(6)和長光柵傳感器(8);在動子鐵心(2)兩側(cè)安裝有具有導(dǎo)向功能的電磁鐵(12);勵磁繞組(5)和電渦流傳感器(7)連接至磁懸浮控制系統(tǒng)(10);推力繞組(3)和長光柵傳感器(8)連接至運動控制系統(tǒng)(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱，其特征在于:龍門立柱的磁懸浮和水平運動是由直接磁懸浮直線同步電動機同時來完成的。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱，其特征在于:直接磁懸浮直線同步電動機的磁極采用直流勵磁，通過磁懸浮控制系統(tǒng)(10)實現(xiàn)磁場的直接調(diào)節(jié)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接磁懸浮直線同步電動機磁懸浮龍門立柱，其特征在于:定子鐵心(4)設(shè)置在基座(11)下部，在基座(11)上部還設(shè)置有輔助導(dǎo)軌(6);當(dāng)龍門立柱(I)不工作時，停在基座(11)上的輔助導(dǎo)軌(6)上，動子鐵心(2)工作時就是沿著輔助導(dǎo)軌(6)移動；導(dǎo)軌(6)既是龍門立柱(I)的輔助導(dǎo)軌，同時也是直接磁懸浮直線同步電動機的輔助導(dǎo)軌。
【文檔編號】B23Q1/01GK205465198SQ201620003607
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月6日
【發(fā)明人】藍(lán)益鵬, 陳其林, 胡學(xué)成, 申永山, 薛偉霖
【申請人】沈陽工業(yè)大學(xué)