本發(fā)明涉及直線電機(jī)技術(shù)，特別是一種永磁直線電機(jī)多軸定位裝置。

背景技術(shù)：

直線電機(jī)是近年發(fā)展起來的一種新型直接驅(qū)動技術(shù)，由于直線電機(jī)具有零傳動鏈、無接觸、無反向間隙、高剛度、響應(yīng)快速等突出優(yōu)勢，直線電機(jī)正逐步取代伺服電機(jī)與滾珠絲杠等間接伺服機(jī)構(gòu)，成為高速、精密高端裝備的核心功能部件。現(xiàn)有的直線電機(jī)結(jié)構(gòu)基本相同，直線運(yùn)動平臺大多采用單電機(jī)驅(qū)動。如專利公告號為cn103078568b，一種并聯(lián)運(yùn)動解耦伺服控制平臺，包括基座、第一和第二直線電機(jī)、運(yùn)動平臺，運(yùn)動平臺安裝在第一和第二直線電機(jī)之間，運(yùn)動平臺的第一和第二側(cè)邊分別與第一和第二電機(jī)動子相連且分別在第一和第二電機(jī)動子的驅(qū)動下沿第一和第二水平方向移動。又如專利公開號為cn105448798a，設(shè)計的一種雙驅(qū)式xy運(yùn)動平臺，包括底座和工業(yè)控制機(jī)，在y向右導(dǎo)軌的外側(cè)設(shè)置有y向右直線電機(jī)定子，在y向左導(dǎo)軌的外側(cè)設(shè)置有y向左直線電機(jī)定子，在y向左直線電機(jī)動子與y向右直線電機(jī)動子之間設(shè)置有龍門架，在龍門架的頂梁上設(shè)置有x向?qū)к墸趚向?qū)к壱粋?cè)的龍門架上設(shè)置有x向直線電機(jī)定子，在x向?qū)к壣显O(shè)置有x向滑塊，x向滑塊與x向直線電機(jī)動子連接在一起，工業(yè)控制機(jī)分別與y向右直線電機(jī)、y向左直線電機(jī)和x向直線電機(jī)電連接。當(dāng)前大跨度多軸定位平臺要么是單電機(jī)單邊驅(qū)動，要么是雙電機(jī)獨立驅(qū)動或并聯(lián)驅(qū)動，前者隨負(fù)載移動，導(dǎo)軌承載將激烈變動，影響定位精度；后者雖然克服了這一缺點，但需要獨立的兩套反饋和控制系統(tǒng)，以及專用控制器以確保準(zhǔn)確的位置跟隨，并聯(lián)驅(qū)動雖然可共用同一反饋和控制，但要求電機(jī)的參數(shù)一致和相位高度一致。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)合理、平衡性好、性價比高的永磁直線電機(jī)多軸定位裝置。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種永磁直線電機(jī)多軸定位裝置，包括力矩電機(jī)、具有相互垂直運(yùn)動方向且相互連接的x軸基體、y軸基體，其特征是所述的y軸基體設(shè)有y軸運(yùn)動面，在y軸運(yùn)動面沿其運(yùn)動方向的軸線上設(shè)有一個電機(jī)動子，在電機(jī)動子的兩邊分別設(shè)有與所述的電機(jī)動子配合的電機(jī)定子；x軸基體、y軸基體外部設(shè)有防塵機(jī)構(gòu)。

在多軸定位裝置的平面系中，單直線電機(jī)位置移動時對控制系統(tǒng)會產(chǎn)生擾動現(xiàn)象，從而影響到整個平臺的運(yùn)動精度，而雙直線電機(jī)并聯(lián)避免不了相位不一致，引起推力輸出不相等，對平臺的動態(tài)特性、壽命會造成不同程度的影響，本技術(shù)方案將兩個動子合并為一個單一動子來避免這些現(xiàn)象的發(fā)生。同時在防塵罩內(nèi)部設(shè)置防塵機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高外部環(huán)境、加工廢料、粉塵對平臺內(nèi)部的影響，從而提高平臺本身的運(yùn)動壽命。

作為優(yōu)選，所述的x軸基體包括平臺基座，平臺基座沿其運(yùn)動方向的軸線上設(shè)有x力矩電機(jī)動子，x力矩電機(jī)動子的兩邊分別設(shè)有與所述的x力矩電機(jī)動子配合的x電機(jī)定子。通過具有“一動兩定”同樣性質(zhì)的獨立力矩電機(jī)、且相對垂直方向運(yùn)動的x\y軸獲得多軸定位目的。

作為優(yōu)選，所述的x軸基體包括平臺基座，y軸基體包括y基座，y基座與平臺基座垂直布置；y軸基體中間部位通過y軸運(yùn)動面安裝力矩電機(jī)；所述的力矩電機(jī)包括位于y軸運(yùn)動方向中心線上的電機(jī)動子，在電機(jī)動子的兩邊對稱布置電機(jī)定子。

作為優(yōu)選，所述的平臺基座上除了與y基座配合面外，其余上表面部位均設(shè)有防塵罩。避免外部粉塵對平臺內(nèi)的影響，保證平臺自身精度和使用壽命。

作為優(yōu)選，所述的y基座除了安裝y軸運(yùn)動面之外的其它上表面部分均設(shè)有防塵罩。

作為優(yōu)選，所述的防塵機(jī)構(gòu)包括防塵罩，防塵罩內(nèi)部設(shè)有防塵刷。進(jìn)一步加強(qiáng)對運(yùn)動平臺內(nèi)部動態(tài)部件之間的保護(hù)。

作為優(yōu)選，所述的x軸基體或y軸基體內(nèi)設(shè)有冷卻氣道。保證平臺運(yùn)動過程中，電機(jī)運(yùn)動所產(chǎn)生的高溫能有效地釋放，以降低工作臺表面的溫度，提高工作效率和作業(yè)安全性。

作為優(yōu)選，所述的x軸基體包括平臺基座，y軸基體包括y基座，平臺基座、y基座端部設(shè)有若干個均等、平行布置的冷卻接頭。通過往復(fù)多通道的冷卻氣道布置，獲得最佳冷卻效果。

本發(fā)明的有益效果是：通過將兩個動子合并為一個單一動子，進(jìn)一步減少負(fù)載位置移動時對控制系統(tǒng)的擾動，從而大大提高了動態(tài)工作精度；減少了電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動不一致而引起的推力輸出不等的影響；增加了運(yùn)動平臺自身的散熱功能，有助于降低工作臺發(fā)熱對機(jī)床工作壽命及人身安全的影響。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種十字直線運(yùn)動平臺整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的一動兩定布置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的一種防塵機(jī)構(gòu)部位結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的一種冷卻氣道布置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的一種雙動子的繞組（線圈）接線示意圖。

圖中：1.平臺基座，2.y座拖鏈，3.防塵罩，31.防塵刷，4.y軸運(yùn)動面，5.力矩電機(jī)，51.電機(jī)動子，52.電機(jī)定子，6.y基座，7.x座拖鏈，8.滑軌，9.冷卻接頭，10、線圈。

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

本實施例一種永磁直線電機(jī)多軸定位裝置，如圖1所示，應(yīng)用于十字直線運(yùn)動平臺整機(jī)中，包括力矩電機(jī)5，具有相互垂直運(yùn)動方向且相互連接的x軸基體和y軸基體。其中，y軸基體設(shè)有y軸運(yùn)動面4，在y軸運(yùn)動面沿其運(yùn)動方向的軸線上設(shè)有一個電機(jī)動子51，在電機(jī)動子51的兩邊分別設(shè)有與所述的電機(jī)動子51配合的電機(jī)定子52，如圖2所示。同樣，x軸基體包括平臺基座1，平臺基座1沿其運(yùn)動方向的軸線上設(shè)有一個x力矩電機(jī)動子，在x力矩電機(jī)動子的兩邊分別配置與所述的x力矩電機(jī)動子配合的x電機(jī)定子。

進(jìn)一步，x軸基體包括平臺基座1，y軸基體包括y基座6，y基座6與平臺基座1垂直布置；y軸基體6中間部位通過y軸運(yùn)動面4安裝力矩電機(jī)5；力矩電機(jī)5設(shè)單個電機(jī)動子51，單個電機(jī)動子51位于沿y軸運(yùn)動方向的中心線上，在電機(jī)動子51的兩邊對稱布置電機(jī)定子52。

x軸基體、y軸基體外部設(shè)有防塵機(jī)構(gòu)，具體地說，在平臺基座1上除了與y基座6配合面外，其余上表面部位均設(shè)有防塵罩，防塵罩內(nèi)部設(shè)有防塵刷31，防塵刷31與固定在平臺基座1上的滑軌8平行布置，防塵罩3利用滑軌8固定。而在y基座6除了安裝y軸運(yùn)動面4之外的其它上表面部分也都設(shè)置防塵罩3，且防塵罩3內(nèi)部設(shè)有防塵刷31，如圖3所示。

在x軸基體、y軸基體內(nèi)都設(shè)有冷卻氣道，x軸基體的冷卻氣道布置在平臺基座1中，y軸基體的冷卻氣道設(shè)置在y基座6中。冷卻氣道為多條平行布置的管孔結(jié)構(gòu)，并在輸入、輸出部位進(jìn)行匯總合流，平臺基座1、y基座6端部均設(shè)有6個均等排列的冷卻接頭9，如圖4所示。

圖5是雙動子的繞組線圈10接線示意圖，包括a、b、c三相接線方式，箭頭方向即為電流方向，實現(xiàn)相位一致。

上述實施例是對本發(fā)明的說明，不是對本發(fā)明的限定，任何對本發(fā)明的簡單變換后的結(jié)構(gòu)、方法等均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種永磁直線電機(jī)多軸定位裝置，包括力矩電機(jī)、具有相互垂直運(yùn)動方向且相互連接的X軸基體、Y軸基體，其特征是所述的Y軸基體設(shè)有Y軸運(yùn)動面，在Y軸運(yùn)動面沿其運(yùn)動方向的軸線上設(shè)有一個電機(jī)動子，在電機(jī)動子的兩邊分別設(shè)有與所述的電機(jī)動子配合的電機(jī)定子；X軸基體、Y軸基體外部設(shè)有防塵機(jī)構(gòu)。通過將兩個動子合并為一個單一動子，進(jìn)一步減少負(fù)載位置移動時對控制系統(tǒng)的擾動，從而大大提高了動態(tài)工作精度；減少了電機(jī)并聯(lián)驅(qū)動不一致而引起的推力輸出不等的影響；增加了運(yùn)動平臺自身的散熱功能，有助于降低工作臺發(fā)熱對機(jī)床工作壽命及人身安全的影響。

技術(shù)研發(fā)人員：廖有用;俞岳平;韓旭奎;陳接
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波億文特自動化科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.09
技術(shù)公布日：2017.09.12