立式加工中心可控勵磁直線同步電動機磁懸浮運動平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運動平臺，特別是涉及一種用于立式加工中心可控勵磁直線同步電動機磁懸浮運動平臺，屬于數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]摩擦是影響立式加工中心加工精度的重要的因素，也是引起磨損、產(chǎn)生噪音的因素，因此，減小或消除摩擦已成為制約立式加工中心直線運動平臺性能的技術(shù)瓶頸。傳統(tǒng)的立式加工中心直線運動平臺多采用伺服電動機驅(qū)動，精密滾珠絲杠傳動和滑動導軌支撐，在高速加工時存在嚴重的機械摩擦，容易產(chǎn)生彈性變形、粉塵等，嚴重影響加工中心的精度和機床的壽命。因此，迫切需要發(fā)明一種新型磁懸浮運動平臺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:
本發(fā)明提供一種立式加工中心可控勵磁直線同步電動機磁懸浮運動平臺，其目的是解決現(xiàn)有的立式加工中心運動平臺在加工過程中存在的摩擦問題。
[0004]技術(shù)方案:
一種立式加工中心可控勵磁直線同步電動機磁懸浮運動平臺，其特征在于:所述的磁懸浮運動平臺包括運動平臺、基座、可控勵磁直線同步電動機、懸浮控制系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)；可控勵磁直線同步電動機包括定子鐵心和使用時與定子鐵心作相對運動的動子鐵心；在定子鐵心內(nèi)設(shè)置有勵磁繞組;在動子鐵心內(nèi)設(shè)置有電樞繞組;在運動平臺的四個角的下面設(shè)置有四個自動調(diào)平電磁鐵在基座上設(shè)置有輔助導軌和長光柵傳感器;運動平臺通過輔助導軌與基座相連，使用時運動平臺相對于基座懸浮;定子鐵心安裝在基座的下面，動子鐵心與定子鐵心對應(yīng)，定子鐵心與運動平臺連接;懸浮控制系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)分別控制運動平臺的懸浮和進給。
[0005]基座設(shè)置在下層運動平臺上，下層運動平臺通過下層輔助導軌與下層基座相連，在下層基座上設(shè)置有下層輔助導軌和下層長光柵傳感器，使用時下層運動平臺相對于下層基座懸浮;下層輔助導軌與輔助導軌長度方向垂直，下層定子鐵心安裝在下層基座的下面，下層動子鐵心與下層定子鐵心對應(yīng)，下層定子鐵心與下層運動平臺連接;下層懸浮控制系統(tǒng)和下層運動控制系統(tǒng)分別控制下層運動平臺的懸浮和進給。
[0006]下層運動平臺四個角下也設(shè)置有四個自動調(diào)平電磁鐵，當運動平臺或下層運動平臺水平運行的時候自動調(diào)平電磁鐵不起作用，其勵磁電流為零；只有當運動平臺出現(xiàn)傾斜時，自動調(diào)平電磁鐵中才有勵磁電流，起到使平臺水平的作用，而用電磁鐵進行懸浮的運動平臺或下層運動平臺，電磁鐵中始終通有勵磁電流。
[0007]通過調(diào)整直線電動機的勵磁電流，用以改變磁懸浮力，從而控制運動平臺垂直方向的磁懸浮高度，實現(xiàn)運動平臺的直接磁懸浮。
[0008]驅(qū)動磁懸浮運動平臺的可控勵磁直線同步電動機的磁極既是勵磁磁極，同時也是懸浮磁極，通過調(diào)節(jié)勵磁電流實現(xiàn)磁場的直接調(diào)節(jié)。
[0009]磁懸浮運動平臺是由平行安裝在基座下面的兩個相同的可控勵磁直線同步電動機共同驅(qū)動，通過調(diào)節(jié)直線電動機的電樞電流，用以改變電磁推力，實現(xiàn)直接驅(qū)動。
[0010]下層磁懸浮運動平臺是由平行安裝在下層基座下面的兩個相同的可控勵磁直線同步電動機共同驅(qū)動，通過調(diào)節(jié)直線電動機的電樞電流，用以改變電磁推力，實現(xiàn)直接驅(qū)動。
[0011 ]在所述運動平臺上設(shè)置有電渦流傳感器。
[0012]優(yōu)點及效果
本發(fā)明是一種立式加工中心可控勵磁直線同步電動機磁懸浮運動平臺，具體優(yōu)點效果如下:
1、磁懸浮運動平臺的水平運動和磁懸浮是由兩臺可控勵磁直線同步電動機共同完成的，通過調(diào)節(jié)勵磁電流來調(diào)節(jié)懸浮力，通過調(diào)節(jié)電樞電流來調(diào)節(jié)電磁推力。平臺結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，省去了滾珠絲杠傳動鏈，實現(xiàn)了直接驅(qū)動。
[0013]2、每個自動調(diào)平磁懸浮運動平臺四個角的下面設(shè)置有四個自動調(diào)平電磁鐵，當運動平臺水平運行時，自動調(diào)平磁鐵不起作用，其勵磁電流為零。只有當運動平臺出現(xiàn)傾斜時，自動調(diào)平電磁鐵中才有勵磁電流，起到使平臺水平的作用，此種工作方式既節(jié)約電能，同時又能保證運動平臺水平運行。而用電磁鐵進行懸浮的運動平臺，為了維持平臺的懸浮，電磁鐵中始終通有較大的勵磁電流。
[0014]3、立式加工中心可控勵磁直線同步電動機磁懸浮運動平臺，通過調(diào)整兩個直線電動機的勵磁電流，用以改變磁懸浮力，從而控制運動平臺垂直方向的磁懸浮高度，實現(xiàn)運動平臺的直接磁懸浮。
[0015]4、立式加工中心可控勵磁直線同步電動機磁懸浮運動平臺，驅(qū)動磁懸浮運動平臺的可控勵磁直線同步電動機的磁極既是勵磁磁極，同時也是懸浮磁極，通過調(diào)節(jié)勵磁電流實現(xiàn)磁場的直接調(diào)節(jié)。與永磁直線同步電動機與電磁鐵多點支撐磁懸浮平臺相比較，克服了氣息磁場難以調(diào)節(jié)的缺點。
[0016 ] 5、與永磁直線同步電動機與電磁鐵多點支撐磁懸浮運動平臺相比較，多點支撐電磁鐵不僅要懸浮起運動平臺及其負載，而且要克服永磁直線同步電動機中永磁體與定子鐵心之間的很大的單邊磁拉力，因此，電磁鐵容量很大，既需要很大的勵磁電流，又需要很多的鐵心沖片，使得懸浮電磁鐵體積很大，需要消耗更多的電能。
[0017]6、直線運動平臺安裝在可控勵磁直線同步電動機的動子上，直線運動平臺的導軌同時也是直線同步電動機輔助導軌。
[0018]7、該發(fā)明的立式加工中心可控勵磁直線同步電動機磁懸浮運動平臺，采用可控勵磁直線同步電動機驅(qū)動，具有無摩擦直接進給的特點，提高了運動平臺的精度和響應(yīng)速度，消除了爬行以及反向死區(qū)、熱變形、磨損、噪音以及免潤滑，提高了機床的壽命。
【附圖說明】
[0019]圖1:立式加工中心可控勵磁直線同步電動機磁懸浮運動平臺結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2:磁懸浮運動平臺上平臺左視圖；
圖3:磁懸浮運動平臺上平臺主視圖； 圖中標號說明如下:
1.定子鐵心；2.運動平臺；3.基座;4.輔助導軌;5.長光柵傳感器;6.勵磁繞組;7.電樞繞組;8.電渦流傳感器;9.調(diào)平電磁鐵；10.懸浮控制系統(tǒng)；11.運動控制系統(tǒng)；12.動子鐵心。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明:
如圖所示，本發(fā)明提出了一種立式加工中心可控勵磁直線同步電動機磁懸浮運動平臺，所述的磁懸浮運動平臺包括運動平臺2、基座3、可控勵磁直線同步電動機、懸浮控制系統(tǒng)10和運動控制系統(tǒng)11;可控勵磁直線同步電動機包括定子鐵心I和使用時與定子鐵心I作相對運動的動子鐵心12;在定子鐵心I內(nèi)設(shè)置有勵磁繞組6;在動子鐵心12內(nèi)設(shè)置有電樞繞組7;在基座上設(shè)置有輔助導軌4和長光柵傳感器5;運動平臺2通過輔助導軌4與基座3相連，使用時運動平臺2相對于基座3懸浮;定子鐵心I安裝在基座3的下面，動子鐵心12與定子鐵心I對應(yīng)，定子鐵心I與運動平臺2連接;懸浮控制系統(tǒng)10和運動控制系統(tǒng)11分別控制運動平臺的懸浮和進給。勵磁繞組6可以使動子鐵心12相對于定子鐵心I做懸浮運動;在所述的動子鐵心12內(nèi)設(shè)置有電樞繞組7，電樞繞組7可以使動