[发明专利]线性马达及其动子运动定位控制装置

说明书

本申请公开了一种线性马达及其动子运动定位控制装置。线性马达包括定子和多个动子，其中动子设有永磁铁阵列。定子包括依次衔接的直线定子模块和弧形定子模块。直线定子模块和弧形定子模块均设有线圈并安装有编码器阵列。每个动子上安装有第一传感元件和第二传感元件，其中第一传感元件和第二传感元件布置成当动子在直线定子模块上移动时，由第一传感元件发出的第一信号被直线定子模块上的编码器阵列读取，而当动子在弧形定子模块上移动时，由第二传感元件发出的第二信号被弧形定子模块上的编码器阵列读取。本发明的动子能够在不同的形状的导轨上进行运动切换。

技术领域

本发明涉及运动控制定位装置，具体涉及线性马达的动子。

背景技术

随着制造技术向高产率、高精密化方向发展，精密运动控制技术的研究变得越来越重要，相应地，运动定位控制系统需求量也越来越大，广泛应用于自动化生产线、包装与运输、装配自动化、丝网印刷等行业，提供具有更高速度和加工柔性。传统驱动系统采用旋转马达驱动结构，传递系统中齿轮头、轴、键、链轮齿、链条、皮带等常用于传统旋转马达传动的部件非常的复杂笨重。线性马达应用了一种运动磁场来直接驱动运动部件，降低了结构复杂性，还降低了成本和因减小惯量、柔顺性、阻尼、摩擦和磨损而带来的速度增加等优点。

运动控制系统的核心执行器部件——线性马达，它在电磁推力的作用下，电机动子能够带动负载产生高速、大推力的驱动，多个线性马达可以组合构建两维或多维运动，采用线性马达可以设计构造精密的线性传输设备、精密XY工作台，结构简单紧凑，机械尺寸小，响应速度快，精度高，而且由于动子和定子间无相对摩擦，因此不存在磨损，使用寿命很长。

传统线性马达的动子运动控制装置中，采用光栅或磁栅测量，编码器读头安装于动子上跟随动子一起运动，编码器的测量的数据信息需要通过线缆连接到控制器，由此带来干扰和可靠性问题。

另外，现有的运动控制系统中，当各动子在不同形状的导轨上进行运动切换时，会存在不能连续运动问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种线性马达，其动子能够在直线定子模块和弧形定子模块组成的定子模块上连续运动。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种线性马达的动子运动定位控制装置，所述线性马达包括定子和多个动子，其中所述动子设有永磁铁阵列，所述定子包括依次衔接的直线定子模块和弧形定子模块，所述直线定子模块和所述弧形定子模块均设有线圈并安装有编码器阵列，以及每个所述动子上安装有第一传感元件和第二传感元件，其中所述第一传感元件和所述第二传感元件布置成当所述动子在所述直线定子模块上移动时，由所述第一传感元件发出的第一信号被所述直线定子模块上的编码器阵列读取，而当所述动子在所述弧形定子模块上移动时，由所述第二传感元件发出的第二信号被所述弧形定子模块上的编码器阵列读取。

一实施例中，所述动子运动定位控制装置进一步包括控制器，所述控制器与所述编码器阵列电连接以获取所述动子的位置信息，所述控制器还与所述定子电连接，以根据所获取的所述动子的位置信息和给定的动子目标位置，使得所述定子的对应线圈激活通电并励磁，从而对应线圈产生的励磁磁场在所述永磁铁阵列产生的永磁磁场中相互作用形成推力使得所述动子产生平移运动。

一实施例中，所述第一传感元件和所述第二传感元件在所述动子上的安装位置布置成在所述动子的运动期间的任何时刻，所述定子上相邻的两个编码器均能够采集到所述第一传感元件发出的第一信号或者所述第二传感元件发出的第二信号。

一实施例中，每相邻的两个编码器之间的距离小于所述动子的所述第一传感元件和所述第二传感元件的有效信号传递距离。