CN101431285A - 活塞外圆加工新型直线伺服电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种活塞外圆加工新型直线伺服电机，是采用直流动圈式圆筒形结构的直线伺服电机，所述直流动圈式圆筒形直线伺服电机由壳体、内部圆筒形导磁体、圆筒形线圈绕组、圆筒形永磁体、外部圆筒形导磁体、导轨、光栅尺、支撑在导轨与壳体之间上的轴承组组成，圆筒形永磁体是定子，圆筒形线圈绕组固定在导轨上，光栅尺的标尺光栅固定安装在导轨上，光栅尺的指示光栅固定安装在壳体上，所述圆筒形线圈绕组是由扁铝自粘性漆包线绕制的无骨架线圈。由于圆筒形线圈绕组采用扁铝自粘性漆包线绕制，比圆漆包线提高占空比27.5％，减小了磁间隙，提高了动态响应，频响达到250Hz、跟随误差为5um以内。
Description
技术领域
本发明涉及活塞外圆车床的直线伺服电机。
背景技术
活塞外圆加工直线伺服电机研究国内最成功的是长沙一派，已经向市场推出系列产品，但是该电机是模拟环反馈，且频响只能达到60HZ，动态精度在10um左右，且最大行程只有2mm。
发明内容
为了提高活塞外圆加工直线伺服电机的频响和动态精度，本发明提出一种活塞外圆加工新型直线伺服电机。
本发明的技术方案为：活塞外圆加工新型直线伺服电机，是采用直流动圈式圆筒形结构的直线伺服电机，所述直流动圈式圆筒形直线伺服电机由壳体、内部圆筒形导磁体、圆筒形线圈绕组、圆筒形永磁体、外部圆筒形导磁体、导轨、光栅尺、支撑在导轨与壳体之间上的轴承组组成，圆筒形永磁体是定子，圆筒形线圈绕组固定在导轨上，光栅尺的标尺光栅固定安装在导轨上，光栅尺的指示光栅固定安装在壳体上，其特征在于：所述圆筒形线圈绕组是由扁铝自粘性漆包线绕制的无骨架线圈。
对上述技术方案的进一步改进是所述导轨的导轨体是中空硬铝合金制成的，导轨体的表面经过微弧陶瓷化处理；所述圆筒形永磁体的材料是耐高温钕铁硼。
有益效果：由于圆筒形线圈绕组采用扁铝自粘性漆包线绕制，比圆漆包线提高占空比27.5％，减小了磁间隙，提高了动态响应，频响达到250HZ、跟随误差为5um以内。同时采用扁铝自粘性漆包线绕制，比铜漆包线减少质量70％。导轨体是中空硬铝合金制成的，比钢件减轻质量68％，通过表面微弧陶瓷化处理加强表面硬度和耐磨性，同时还能提高直线伺服电机的动态性能；永磁体是耐高温钕铁硼，在240摄氏度内磁场强度恒定，减小了温度对电机性能的影响。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示是本发明的结构示意，直流动圈式圆筒形直线伺服电机由壳体1、内部圆筒形导磁体2、圆筒形线圈绕组6、圆筒形永磁体7、外部圆筒形导磁体8、导轨3、光栅尺5、支撑在导轨与壳体之间上的轴承组4组成，圆筒形永磁体7是定子，圆筒形线圈绕组6固定在导轨3上，光栅尺5的标尺光栅固定安装在导轨上3，光栅尺的指示光栅固定安装在壳体1上；所述圆筒形线圈绕组6是由扁铝自粘性漆包线绕制的无骨架线圈，所述导轨3的导轨体是中空硬铝合金制成的，导轨体的表面经过微弧陶瓷化处理；所述圆筒形永磁体7的材料是耐高温钕铁硼。
对直流伺服电机的分析如下：
该直线伺服电机的基本工作原理如下：直线电动机将控制系统的放大器输出的直流电流信号转变为动子电枢绕组相对于定子永磁体的直线运动，而与直线电动机的动子电枢绕组联为一体的光栅尺的指示光栅和速度传感器的永磁体随着一起运动，光栅尺产生的方波信号输入位置细分电路，细分电路对直线电动机的动子电枢绕组直线运动的位置进行细分，并将处理后的位置数据输入控制系统，速度传感器的感应线圈输出的速度电压信号输入系统A/D转换电路，形成速度、位置双闭环控制，实现直线伺服电机高精度；由于在相同推力的前提下，采用了铝合金的线圈和导轨，减轻了动子的质量，提高了加速度，实现了高频响。
本发明的创新点在于：
(1)、采用扁铝自粘性漆包线绕制无骨架线圈，比铜漆包线减少质量70％，比圆漆包线提高占空比27.5％，减小了磁间隙，提高了直线伺服电机的动态响应，频响达到250HZ、跟随误差为5um以内。
(2)、采中空硬铝合金电机导轨，表面微弧陶瓷化处理，加强表面硬度和耐磨性，比钢件减轻质量68％，同时提高了直线伺服电机的动态性能。
(3)、采用耐高温钕铁硼(在240摄氏度内磁场强度恒定，常用的磁铁使用温度在100摄氏度以内)，减小了温度对电机性能的影响。
Claims (2)
1、活塞外圆加工新型直线伺服电机，是采用直流动圈式圆筒形结构的直线伺服电机，所述直流动圈式圆筒形直线伺服电机由壳体、内部圆筒形导磁体、圆筒形线圈绕组、圆筒形永磁体、外部圆筒形导磁体、导轨、光栅尺、支撑在导轨与壳体之间上的轴承组组成，圆筒形永磁体是定子，圆筒形线圈绕组固定在导轨上，光栅尺的标尺光栅固定安装在导轨上，光栅尺的指示光栅固定安装在壳体上，其特征在于：所述圆筒形线圈绕组是由扁铝自粘性漆包线绕制的无骨架线圈。
2、根据权利要求1所述的活塞外圆加工新型直线伺服电机，其特征在于：所述导轨的导轨体是中空硬铝合金制成的，导轨体的表面经过微弧陶瓷化处理；所述圆筒形永磁体的材料是耐高温钕铁硼。
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