摘要:針對(duì)傳統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)在某些場(chǎng)合下存在體積大吠谢、安裝調(diào)試難度高、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性不好的問(wèn)題,提出了用一種新型線性電機(jī)控制直線運(yùn)動(dòng)的方法。該電機(jī)的特點(diǎn)是電機(jī)軸中空,絲杠可以直接穿過(guò)電機(jī)軸,在該電機(jī)控制的直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中,絲杠一般不動(dòng),電機(jī)在絲杠上平動(dòng),從而使運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)具有安裝調(diào)試方便客净、體積小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好等特點(diǎn)脏诈。

一冀烘、引言

直線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于各類(lèi)數(shù)控機(jī)床、加工中心锯政、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)纬惶、醫(yī)療儀器、舞臺(tái)燈光等自動(dòng)控制場(chǎng)合,具有很大的市場(chǎng)潛力尚档。目前,能進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)控制的方式通常包括兩類(lèi):一類(lèi)是直接用直線電機(jī)產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng),另一類(lèi)是通過(guò)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)一般包括絲杠螺母诽闲、齒輪齒條、蝸桿蝸母等彩梅。

其中,直線電機(jī)具有運(yùn)動(dòng)慣量小科请、系統(tǒng)剛度大、高速度巩恼、高精度等特點(diǎn),但它“除控制難度大(中間沒(méi)有緩沖環(huán)節(jié)和存在端部效應(yīng))外,還必須解決散熱峡竣、隔磁、足夠的推力量九、自鎖和移動(dòng)部件輕量化等方面的問(wèn)題,才能在機(jī)床上實(shí)際應(yīng)用,同時(shí)成本較高也影響其推廣應(yīng)用”,因此,直線電機(jī)目前在普通自動(dòng)控制設(shè)備中運(yùn)用還不是很廣泛适掰。后者在各類(lèi)自動(dòng)控制設(shè)備中運(yùn)用很廣泛,但在某些場(chǎng)合下卻存在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)體積大、安裝調(diào)試難度高荠列、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性不好的問(wèn)題类浪。因此,對(duì)直線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究是非常重要的。本文在對(duì)直線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究以后,提出了用一種新型電機(jī)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)控制的方法,并以實(shí)例詳細(xì)介紹了這種直線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。

二费就、直線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求

對(duì)直線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的要求一般包括高速度诉瓦、高精度、高剛度力细、無(wú)間隙垦搬、低摩擦、低慣量艳汽、傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化等猴贰。例如,畢承恩的《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床》一書(shū)中指出,“數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)是自動(dòng)化、大功率河狐、高精度证摩、高速度、高剛度若战、傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化”诡亥。對(duì)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的要求對(duì)于其他運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)一般也是適用的,這些要求在直線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)予以充分考慮。

三瞪澈、傳統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

傳統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)一般由旋轉(zhuǎn)電機(jī)卑裹、聯(lián)軸節(jié)、絲杠脓额、絲杠軸承蜒媳、絲杠螺母、運(yùn)動(dòng)部件(如工作臺(tái)搬混、主軸箱古贡、立柱等)等部分組成。

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