[发明专利]立式加工中心可控励磁直线同步电动机磁悬浮运动平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种运动平台，特别是涉及一种用于立式加工中心可控励磁直线同步电动机磁悬浮运动平台，属于数控技术领域。

背景技术

摩擦是影响立式加工中心加工精度的重要的因素，也是引起磨损、产生噪音的因素，因此，减小或消除摩擦已成为制约立式加工中心直线运动平台性能的技术瓶颈。传统的立式加工中心直线运动平台多采用伺服电动机驱动，精密滚珠丝杠传动和滑动导轨支撑，在高速加工时存在严重的机械摩擦，容易产生弹性变形、粉尘等，严重影响加工中心的精度和机床的寿命。因此，迫切需要发明一种新型磁悬浮运动平台。

发明内容

发明目的：

本发明提供一种立式加工中心可控励磁直线同步电动机磁悬浮运动平台，其目的是解决现有的立式加工中心运动平台在加工过程中存在的摩擦问题。

技术方案：

一种立式加工中心可控励磁直线同步电动机磁悬浮运动平台,其特征在于：所述的磁悬浮运动平台包括运动平台、基座、可控励磁直线同步电动机、悬浮控制系统和运动控制系统；可控励磁直线同步电动机包括定子铁心和使用时与定子铁心作相对运动的动子铁心；在定子铁心内设置有励磁绕组；在动子铁心内设置有电枢绕组；在运动平台的四个角的下面设置有四个自动调平电磁铁在基座上设置有辅助导轨和长光栅传感器；运动平台通过辅助导轨与基座相连，使用时运动平台相对于基座悬浮；定子铁心安装在基座的下面，动子铁心与定子铁心对应，定子铁心与运动平台连接；悬浮控制系统和运动控制系统分别控制运动平台的悬浮和进给。

基座设置在下层运动平台上，下层运动平台通过下层辅助导轨与下层基座相连，在下层基座上设置有下层辅助导轨和下层长光栅传感器，使用时下层运动平台相对于下层基座悬浮；下层辅助导轨与辅助导轨长度方向垂直，下层定子铁心安装在下层基座的下面，下层动子铁心与下层定子铁心对应，下层定子铁心与下层运动平台连接；下层悬浮控制系统和下层运动控制系统分别控制下层运动平台的悬浮和进给。

下层运动平台四个角下也设置有四个自动调平电磁铁，当运动平台或下层运动平台水平运行的时候自动调平电磁铁不起作用，其励磁电流为零；只有当运动平台出现倾斜时，自动调平电磁铁中才有励磁电流，起到使平台水平的作用，而用电磁铁进行悬浮的运动平台或下层运动平台，电磁铁中始终通有励磁电流。

通过调整直线电动机的励磁电流，用以改变磁悬浮力，从而控制运动平台垂直方向的磁悬浮高度，实现运动平台的直接磁悬浮。

驱动磁悬浮运动平台的可控励磁直线同步电动机的磁极既是励磁磁极，同时也是悬浮磁极，通过调节励磁电流实现磁场的直接调节。

磁悬浮运动平台是由平行安装在基座下面的两个相同的可控励磁直线同步电动机共同驱动，通过调节直线电动机的电枢电流，用以改变电磁推力，实现直接驱动。

下层磁悬浮运动平台是由平行安装在下层基座下面的两个相同的可控励磁直线同步电动机共同驱动，通过调节直线电动机的电枢电流，用以改变电磁推力，实现直接驱动。

在所述运动平台上设置有电涡流传感器。

优点及效果

本发明是一种立式加工中心可控励磁直线同步电动机磁悬浮运动平台，具体优点效果如下:

1、磁悬浮运动平台的水平运动和磁悬浮是由两台可控励磁直线同步电动机共同完成的，通过调节励磁电流来调节悬浮力，通过调节电枢电流来调节电磁推力。平台结构简单、可靠性高，省去了滚珠丝杠传动链，实现了直接驱动。

2、每个自动调平磁悬浮运动平台四个角的下面设置有四个自动调平电磁铁，当运动平台水平运行时，自动调平磁铁不起作用，其励磁电流为零。只有当运动平台出现倾斜时，自动调平电磁铁中才有励磁电流，起到使平台水平的作用，此种工作方式既节约电能，同时又能保证运动平台水平运行。而用电磁铁进行悬浮的运动平台，为了维持平台的悬浮，电磁铁中始终通有较大的励磁电流。

3、立式加工中心可控励磁直线同步电动机磁悬浮运动平台，通过调整两个直线电动机的励磁电流，用以改变磁悬浮力，从而控制运动平台垂直方向的磁悬浮高度，实现运动平台的直接磁悬浮。

4、立式加工中心可控励磁直线同步电动机磁悬浮运动平台，驱动磁悬浮运动平台的可控励磁直线同步电动机的磁极既是励磁磁极，同时也是悬浮磁极，通过调节励磁电流实现磁场的直接调节。与永磁直线同步电动机与电磁铁多点支撑磁悬浮平台相比较，克服了气息磁场难以调节的缺点。