[发明专利]直线电机重心驱动高频超高加减速微切削运动控制机构

权利要求书

1.直线电机重心驱动高频超高加减速微切削运动控制机构，主要由控制器、PWM驱动器、直线电机组（8）、工作台（6）、刀架（4）、刀具（5）、飞车保护装置（9）和位置信号检测元件（7）组成，其特征在于：控制器、PWM驱动器、位置信号检测元件（7）和直线电机组（8）组成伺服闭环反馈系统；底座（1）上固定有导轨（2），导轨（2）上设有滑块（3），滑块（3）与工作台（6）连接，飞车保护装置（9）位于滑块（3）在滑轨（3）上的两个极限位置并设置在底座（1）上，刀具（5）通过夹持刀具的刀架（4）连接在工作台（6）前端，工作台（6）上设有U型防护板筋（10），工作台（6）与直线电机组（8）的动子连接，直线电机组（8）的定子固定在底座（1）上，直线电机组（8）的动子通过滑块（3）沿着导轨（2）往复运动，并驱动工作台（6）和刀具（5）高频往复运动；位置信号检测元件（7）位于工作台（6）的尾端，实时监测刀具（5）的位移，实现刀具（5）高精度地往复微切削动作。

2.根据权利要求1所述的直线电机重心驱动高频超高加减速微切削运动控制机构，其特征在于：所述闭环伺服反馈系统包括位置反馈环、速度反馈环和电流反馈环，其采用数字电流直接PWM控制，并且三个反馈控制环在同一系统时钟下，由同一个高速数字信号处理器进行运算控制。

3.根据权利要求1所述的直线电机重心驱动高频超高加减速微切削运动控制机构，其特征在于：直线电机组（8）包括多台无铁芯直线电机，对称布置于工作台（6）的两侧；运动部件包括滑块（3）、直线电机组（8）的动子、刀架（4）、刀具（5）与工作台（6）均精确装配于导轨两侧，使运动部件的重心运行轨迹与导轨（2）的导向方向一致，滑块（3）与导轨（2）之间刚性线或面接触，导轨（2）采用单个静音型实现精密导向，多台无铁芯直线电机沿着导轨（2）的导向方向并行驱动刀具（5），实现直线电机组（8）重心驱动刀具（5）高频超高加减速地切削运动。

4.根据权利要求1所述的直线电机重心驱动高频超高加减速微切削运动控制机构，其特征在于：所述位置信号检测元件（7）采用光学反馈技术，通过光栅尺位移传感器或者激光干涉仪实时监测刀具（5）的位移信号，使刀具（5）的定位精度和线性分辨率达到微纳米级别，实现刀具（5）高精度地往复微切削动作。

5.根据权利要求1所述的直线电机重心驱动高频超高加减速微切削运动控制机构，其特征在于：采用两级飞车防护技术，控制器上设置软极限，利用直线电机的高加减速性能使运动部件到达极限位置前减速运行，位于滑块（3）两极限位置的飞车保护装置（9）作为硬极限，软极限和硬极限共同工作防止运动部件飞车。

6.根据权利要求1所述的直线电机重心驱动高频超高加减速微切削运动控制机构，其特征在于：所述工作台采用陶瓷材料或者同等刚性及性能的材料。