[发明专利]直接磁悬浮直线同步电动机磁悬浮龙门立柱

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁悬浮龙门立柱，特别是涉及一种用于龙门移动式镗铣床的磁悬浮龙门立柱，属于数控技术领域。

背景技术

龙门移动式镗铣床的龙门立柱在加工过程中频繁的往复移动会产生摩擦阻力，特别是在低速时的非线性摩擦不可避免地影响驱动系统的精度，增加了驱动系统的功率损耗，降低了效率，提高了维护费用，甚至可能导致驱动系统产生爬行以及造成反向死区。摩擦是引起数控机床热变形的原因之一，是影响加工精度的重要因素。摩擦也是引起磨损、产生噪音的因素，需要良好的润滑来提高机床寿命。因此，如何有效的减小或消除摩擦已成为制约龙门移动式镗铣床龙门移动性能的技术瓶颈。

现有的龙门移动式镗铣床的磁悬浮龙门立柱，利用永磁直线电动机或者其它类型的直线电动机作为驱动元件，附加电磁铁多点支撑进行悬浮，装置复杂，缺乏立柱直接自动悬浮和直接驱动的能力，在龙门移动式镗铣床本体设计时不得不考虑悬浮和驱动的问题，特别是立柱在移动过程中没有自动导向功能，容易产生扭曲现象，限制了磁悬浮龙门立柱的使用和推广，影响磁悬浮龙门立柱运行的稳定性和可靠性。

发明内容

发明目的：

本发明提供一种直接磁悬浮直线同步电动机磁悬浮龙门立柱，其目的是解决以往的磁悬浮龙门立柱依靠直线电动机驱动、电磁铁多点支撑悬浮，结构复杂、稳定性和可靠性差，特别是无法很好的解决龙门立柱的直接驱动与直接磁悬浮的技术问题。

技术方案：

一种直接磁悬浮直线同步电动机磁悬浮龙门立柱，其特征在于：所述磁悬浮龙门立柱包括龙门立柱、直接磁悬浮直线同步电动机和导向电磁铁,所述直接磁悬浮直线同步电动机主要包括定子铁心和使用时与定子铁心做相对移动的动子铁心；所述磁悬浮龙门立柱安装在动子铁心上；在所述动子铁心内设置有能使动子铁心在定子铁心下运动的电枢绕组，在所述定子铁心内设置有能使动子铁心相对于定子铁心悬浮的励磁绕组；在所述磁悬浮龙门立柱与动子铁心连接的平面上设置有电涡流传感器；在所述基座上设置有辅助导轨和长光栅传感器；在所述动子铁心两侧安装有具有导向功能的电磁铁；所述励磁绕组和电涡流传感器连接至磁悬浮控制系统；所述推力绕组和长光栅传感器连接至运动控制系统。

龙门立柱的磁悬浮和水平运动是由直接磁悬浮直线同步电动机同时来完成的。

直接磁悬浮直线同步电动机的磁极采用直流励磁，通过磁悬浮控制系统实现磁场的直接调节。

所述定子铁心设置在基座下部，在基座上部还设置有辅助导轨；当龙门立柱不工作时，停在基座上的辅助导轨上，所述动子铁心工作时就是沿着辅助导轨移动；导轨既是龙门立柱的辅助导轨，同时也是直接磁悬浮直线同步电动机的辅助导轨。

优点及效果

为了解决以往龙门移动式镗铣床龙门立柱多点电磁铁磁悬浮存在的问题，本发明将龙门立柱的移动和磁悬浮由同一台直接磁悬浮直线同步电动机同时来实现，也就是说将直接磁悬浮直线同步电动机与龙门立柱结合起来，将龙门立柱直接安装在直接磁悬浮直线同步电动机的动子上，龙门立柱的移动是由直接磁悬浮直线同步电动机的电磁推力来实现的，通过调节推力绕组的电流来改变电磁推力；磁悬浮力是定子铁心内的励磁磁极和直线同步电动机的动子铁心之间产生的单边磁拉力，通过调节可控励磁电流来调节磁悬浮力。动子铁心两侧设有自动导向的导向电磁铁，避免了在龙门立柱移动时，两侧不同步时产生的扭曲问题。该发明是靠直接磁悬浮直线同步电动机来直接自动悬浮龙门立柱，能够克服以往龙门立柱电磁铁多点支撑悬浮、装置复杂、影响运行稳定性和可靠性的技术问题。

本发明具体优点如下：

1、龙门立柱的磁悬浮和水平运动是由直接磁悬浮直线同步电动机同时来完成的，无需电磁铁多点支撑悬浮，龙门立柱结构简单、可靠性高，实现了龙门立柱的直接磁悬浮和直接驱动。

2、直接磁悬浮直线同步电动机磁悬浮龙门立柱，动子铁心两侧安装具有导向功能的电磁铁用来自动导向，防止龙门立柱两侧不同步造成的扭曲。

3、直接磁悬浮直线同步电动机磁悬浮龙门立柱，电动机的磁极采用直流励磁，通过磁悬浮控制系统实现磁场的直接调节，励磁电流的大小由悬浮高度决定。

4、直接磁悬浮直线同步电动机的电磁推力可通过电枢电流进行调节。

5、该发明的磁悬浮龙门立柱为磁悬浮状态的无摩擦运动，与导轨之间不存在摩擦阻力，提高了龙门立柱移动的精度和响应速度，消除了爬行、反向死区、热变形、磨损以及噪音还能免润滑，提高了龙门移动式镗铣床的寿命。

附图说明

图1为本发明的直接磁悬浮直线同步电动机磁悬浮龙门立柱结构示意图：