[发明专利]一种机床主轴电机中平衡外力负载的方法

摘要

本发明公开了一种机床主轴电机中平衡外力负载的方法，属于主轴电机控制领域,该方法利用电机多维的电磁力输出，通过控制电机线圈中的电流，在维持主轴电机旋转的同时使得电机电磁力抵消切削过程中作用于工件上的各方向的切削力，从而减小主轴轴承受力，达到降低轴承磨损、减少切削过程中的振动的目的。本发明不需要在机床主轴系统上额外添加其它装置，只需控制电机线圈中的电流即可抵消切削力，在提高切削质量的同时可以极大地延长主轴系统的使用寿命。

主权项

一种机床主轴电机中平衡外力负载的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：1)对作为车削对象的工件，实时测量其上施加的切削力并相应获得其切削力矩与此同时，对电机自身转速控制器输出的旋转力矩τd进行测量；2)基于步骤1)所获得测量结果，通过调节电机线圈中的电流来控制电磁力向量，以此方式，在维持电机转动的同时平衡主轴电机转子上的切削力向量，所述电机线圈中电流的向量u按按照以下表达来予以计算：u＝[A]T([A][A]T)‑1Q其中，Q=-F^L-T^L+05×1τd]]>由此完成了整体的主轴电机外力平衡控制过程；其中，NE为表示电机线圈总数量；Kj为第j个电机线圈施加于电机转子的电磁力与该线圈中所通入电流之间的比值，并且j＝1,2,……NE；sj为电机中心点到电机线圈第j个线圈的中心点之间的向量，并且j＝1,2,……NE,此外，所述和分别为测量得到的切削力和切削力矩，τd是由转速控制器输出的旋转力矩。