專利名稱：可抵消重力影響的雙直線永磁同步電機(jī)水平進(jìn)給平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可抵消重力影響的雙直線永磁同步電機(jī)水平 進(jìn)給平臺(tái)。
背景技術(shù)：
數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。它為國民 經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和手段，具有無限放大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效應(yīng)。
直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是當(dāng)前國際上公認(rèn)的最有前途的高速、高精度機(jī) 床的進(jìn)給系統(tǒng)。隨著高速、超高速加工的不斷發(fā)展，直線電機(jī)越來越廣 泛地應(yīng)用于各種機(jī)床和加工中心，其中，永磁直線電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。 永磁直線電機(jī)除了產(chǎn)生平行于運(yùn)動(dòng)方向的電磁推力外，還會(huì)在初級(jí) 與次級(jí)之間產(chǎn)生一個(gè)垂直于進(jìn)給方向的法向磁吸力，其數(shù)值大約為推力 的10倍左右。這個(gè)法向磁吸力通常是不希望存在的，因?yàn)閱芜呅陀来?直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的磁吸力增大了直線導(dǎo)軌和滑塊之間的壓力，進(jìn) 而使兩者之間的摩擦力增加，降低了數(shù)控機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能。目前主要通 過采用雙邊型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法來解決法向磁吸力引起的問題。但是由于 在數(shù)控機(jī)床上所使用的直線電機(jī)大都無法做成雙邊型，這就對(duì)數(shù)控機(jī)床 結(jié)構(gòu)剛度提出了更高的要求，因此在進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要考慮 這個(gè)法向磁吸力。 發(fā)明內(nèi)容-本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，能充分利用法向磁吸力的可 抵消重力影響的雙直線永磁同步電機(jī)水平進(jìn)給平臺(tái)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是-一種可抵消重力影響的雙直線永磁同步電機(jī)水平進(jìn)給平臺(tái)，其特征 是包括運(yùn)動(dòng)輸入的直線驅(qū)動(dòng)模塊和運(yùn)動(dòng)輸出的工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊；所述 的直線驅(qū)動(dòng)模塊是兩個(gè)傾斜平板式永磁直線同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直線進(jìn)給 模塊，其直線運(yùn)動(dòng)軸與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊的直線運(yùn)動(dòng)軸平行，直線驅(qū)動(dòng)模 塊有直線電機(jī)座，在直線電機(jī)座的中部固裝定子連接塊，定子連接塊是 一個(gè)橫截面為梯形的鋼塊，永磁直線同步電機(jī)定子是直線電機(jī)的次級(jí)， 固定在定子連接塊的中部，永磁直線同步電機(jī)動(dòng)子是直線電機(jī)的初級(jí)， 固定在動(dòng)子連接塊的中部；所述的工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊有底座，直線導(dǎo)軌固 定安裝在底座上，滑塊安裝在直線導(dǎo)軌上，與之配合使用，組成移動(dòng)副， 工作臺(tái)是一個(gè)用于放置加工零件的動(dòng)平臺(tái)，工作臺(tái)下側(cè)裝滑塊，動(dòng)子連 接塊是橫截面為梯形的鋼塊，固定在工作臺(tái)的兩側(cè)面。
直線電機(jī)座固定在底座上。 本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)永磁直線同步電機(jī)法向磁吸力水平方 向的分力抵消為零，垂直方向的分力抵消了工作臺(tái)的部分重力，減小了 滑塊和直線導(dǎo)軌之間的摩擦力，使數(shù)控機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能更好。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 圖l為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)圖
圖2為本發(fā)明的主視3為本發(fā)明的俯視圖 圖4為本發(fā)明的定子連接塊立體結(jié)構(gòu)圖 圖5為本發(fā)明的動(dòng)子連接塊立體結(jié)構(gòu)圖 圖中標(biāo)號(hào)及符號(hào)說明如下-I直線驅(qū)動(dòng)模塊 II工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊 1、直線電機(jī)座 3、永磁直線同步電機(jī)定子 5、底座 7、滑塊
2、定子連接塊 4、永磁直線同步電機(jī)動(dòng)子 6、直線導(dǎo)軌 8、工作臺(tái)
9、動(dòng)子連接塊
具體實(shí)施例方式
一種可抵消重力影響的雙直線永磁同步電機(jī)水平進(jìn)給平臺(tái)，包括有
直線驅(qū)動(dòng)模塊i和工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊n。直線驅(qū)動(dòng)模塊I為本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)
輸入，工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊II是本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)輸出。
如圖1所示，所述的可抵消重力影響的雙直線永磁同步電機(jī)水平進(jìn) 給平臺(tái)是一個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，是關(guān)于工作臺(tái)8直線運(yùn)動(dòng)軸對(duì)稱；兩個(gè)永磁直 線同步電機(jī)分別布置在工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊II的兩側(cè)。
如圖2所示，所述的直線驅(qū)動(dòng)模塊I是兩個(gè)傾斜平板式永磁直線同 步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直線進(jìn)給模塊，其直線運(yùn)動(dòng)軸與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊II的直 線運(yùn)動(dòng)軸平行，該直線驅(qū)動(dòng)模塊I由直線電機(jī)座1、定子連接塊2、永 磁直線同步電機(jī)定子3、永磁直線同步電機(jī)動(dòng)子4等組成。所述的直線電機(jī)座1負(fù)責(zé)集成直線驅(qū)動(dòng)模塊I的其他所有零部件；所述的定子連接 塊2是一個(gè)橫截面為梯形的鋼塊，通過螺栓固定在直線電機(jī)座1的中部； 所述的永磁直線同步電機(jī)定子3是直線電機(jī)的次級(jí)，通過螺栓固定在定 子連接塊2的中部;所述的永磁直線同步電機(jī)動(dòng)子4是直線電機(jī)的初級(jí)， 通過螺栓固定在動(dòng)子連接塊9的中部。
如圖2、圖3所示，所述的工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊II由底座5、直線導(dǎo)軌 6、滑塊7、工作臺(tái)8等組成。所述的直線導(dǎo)軌6固定安裝在底座5上； 所述的滑塊7安裝在直線導(dǎo)軌6上，與之配合使用，組成移動(dòng)副；所述 的工作臺(tái)8是一個(gè)用于放置加工零件的動(dòng)平臺(tái)，工作臺(tái)8下側(cè)有四個(gè)凸 臺(tái)，用于安裝滑塊7;所述的動(dòng)子連接塊9是橫截面為梯形的鋼塊，通 過螺栓固定在工作臺(tái)8的兩側(cè)面。
如圖1所示，所述的直線驅(qū)動(dòng)模塊I、工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊II固定連 接在同一個(gè)底座5上。
如圖l、圖3所示，工作時(shí)，永磁直線同步電機(jī)定子3與永磁直線 同步電機(jī)動(dòng)子4相互作用，使永磁直線同步電機(jī)動(dòng)子4受到與工作臺(tái)運(yùn) 動(dòng)模塊II的直線運(yùn)動(dòng)軸平行的推力，同時(shí)使永磁直線同步電機(jī)動(dòng)子4 受到與動(dòng)子連接塊9的傾斜側(cè)面垂直的法向磁吸力。通過螺栓和動(dòng)子連 接塊9的作用，兩個(gè)永磁直線同步電機(jī)動(dòng)子4帶動(dòng)工作臺(tái)8直線運(yùn)動(dòng)。 在工作臺(tái)8上實(shí)現(xiàn)了法向磁吸力水平方向的分力抵消為零，垂直方向的 分力抵消了工作臺(tái)8的部分重力，減小了滑塊7和直線導(dǎo)軌6之間的摩 擦力。
如圖4、圖5所示，對(duì)定子連接塊、動(dòng)子連接塊橫截面的梯形設(shè)計(jì)可以在數(shù)控機(jī)床的床身、立柱的基礎(chǔ)部件在不改變的情況下，更好地安 裝該水平進(jìn)給平臺(tái)。
權(quán)利要求
1、一種可抵消重力影響的雙直線永磁同步電機(jī)水平進(jìn)給平臺(tái)，其特征是包括運(yùn)動(dòng)輸入的直線驅(qū)動(dòng)模塊和運(yùn)動(dòng)輸出的工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊；所述的直線驅(qū)動(dòng)模塊是兩個(gè)傾斜平板式永磁直線同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直線進(jìn)給模塊，其直線運(yùn)動(dòng)軸與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊的直線運(yùn)動(dòng)軸平行，直線驅(qū)動(dòng)模塊有直線電機(jī)座(1)，在直線電機(jī)座(1)的中部固裝定子連接塊(2)，定子連接塊(2)是一個(gè)橫截面為梯形的鋼塊，永磁直線同步電機(jī)定子(3)是直線電機(jī)的次級(jí)，固定在定子連接塊(2)的中部，永磁直線同步電機(jī)動(dòng)子(4)是直線電機(jī)的初級(jí)，固定在動(dòng)子連接塊(9)的中部；所述的工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊有底座(5)，直線導(dǎo)軌(6)固定安裝在底座(5)上，滑塊(7)安裝在直線導(dǎo)軌(6)上，與之配合使用，組成移動(dòng)副，工作臺(tái)(8)是一個(gè)用于放置加工零件的動(dòng)平臺(tái)，工作臺(tái)(8)下側(cè)裝滑塊(7)，動(dòng)子連接塊(9)是橫截面為梯形的鋼塊，固定在工作臺(tái)(8)的兩側(cè)面。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的可抵消重力影響的雙直線永磁同步電機(jī) 水平進(jìn)給平臺(tái)，其特征是直線電機(jī)座(1)固定在底座(5)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可抵消重力影響的雙直線永磁同步電機(jī)水平進(jìn)給平臺(tái)，包括運(yùn)動(dòng)輸入的直線驅(qū)動(dòng)模塊和運(yùn)動(dòng)輸出的工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊；所述的直線驅(qū)動(dòng)模塊是兩個(gè)傾斜平板式永磁直線同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直線進(jìn)給模塊，其直線運(yùn)動(dòng)軸與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)模塊的直線運(yùn)動(dòng)軸平行。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)永磁直線同步電機(jī)法向磁吸力水平方向的分力抵消為零，垂直方向的分力抵消了工作臺(tái)的部分重力，減小了滑塊和直線導(dǎo)軌之間的摩擦力，使數(shù)控機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能更好。
文檔編號(hào)H02K41/03GK101607372SQ200910182139
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日
發(fā)明者葉佩青, 尹宜勇, 輝 張, 青 甘, 彤 趙 申請(qǐng)人:南通科技投資集團(tuán)股份有限公司;清華大學(xué)