CN109483253A - 一种具有直线电机的高速机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有直线电机的高速机，包括横梁，所述横梁通过直线电机安装有滑座，所述直线电机包括定子和可沿着定子直线移动的动子，并且所述定子固定在横梁上，所述滑座固定在动子上,所述滑座通过直线电机安装有主轴箱，所述定子固定在滑座上，所述主轴箱固定在动子上，所述主轴箱下设置有机座，所述机座通过直线电机安装有工作台，所述定子固定在机座上，所述工作台固定在动子上。采用直线电机能满足这种快速进给系统的要求，因为它取消了源动力和工作台部件之间一切中间传动环节，使得机床进给传动链的长度为零,这就是所谓的“直接驱动”或“零传动”，能提高快速响应、定位精度、刚度和加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种直线电机，尤其涉及一种具有直线电机的高速机。
背景技术
数控高速机是雕铣机的一个发展方向。一般认为数控高速机应该具有以下特点:数控高速机的主轴转速很快，主轴最低转速也在30000r/min;进给速度很高，市面上80m/min的高速机已经很普遍了，120m/min的也已经出现。要做到这两点不单只针对主轴电机和伺服进给系统，而是对整台机器提出更高的要求。
高速机在工作的时候需要借助滑轨移动，由于滑轨容易变形，也限制了速度，长时间工作会受到磨损，达不到高速、高效、高精加工的发展趋势。
发明内容
本发明涉及了一种具有直线电机的高速机，通过直线电机来提高了高速机的速度、效率、精度。
针对上述存在的问题，本发明提供了一种具有直线电机的高速机，包括横梁，所述横梁通过直线电机安装有滑座，所述直线电机包括定子和可沿着定子直线移动的动子，并且所述定子固定在横梁上，所述滑座固定在动子上,所述滑座通过直线电机安装有主轴箱，所述定子固定在滑座上，所述主轴箱固定在动子上，所述主轴箱下设置有机座，所述机座通过直线电机安装有工作台，所述定子固定在机座上，所述工作台固定在动子上。
采用上述技术，该直线电机能满足这种快速进给系统的要求，因为它取消了源动力和工作台部件之间一切中间传动环节，使得机床进给传动链的长度为零,这就是所谓的“直接驱动”或“零传动”，能提高快速响应、定位精度、刚度和加工精度。
上述方案进一步，所述横梁内侧设置有若干凹槽并位于安装直线电机定子的一面，所述凹槽里设置有弹簧。直线电机在工作的时候会产生振动，起到了挤压保护的作用。
上述方案进一步，所述直线电机的定子可以无限接拼，所述定子接拼处设置有感应器，所述定子的上端设置有制冷装置，所述感应器感应到动子的信号，所述感应器接收到信号的一段制冷装置开启，等到达第二个感应器感应到动子的信号，上一段延迟一定时间关闭制冷，第二感应器收到的信号的一段制冷装置开启。直线电机在工作的时候会产生高热量，防止直线电机的损坏。
上述方案进一步，所述主轴箱上设置有丝杠，所述丝杠连接有防护罩并位于所述主轴箱上直线电机动子的下方，所述防护罩与所述主轴箱上直线电机的动子具有一定的距离，所述防护罩在所述工作台上方。主轴箱和滑座是上下滑动，由于直线电机没有锁紧机构，为了防止主轴箱脱落，起到了保护的作用。
上述方案进一步，所述防护罩与所述主轴箱上直线电机动子的大小一样。
上述方案进一步，所述制冷装置可以采用冷却液。
上述方案进一步，所述感应器采用了红外线感应器。
本发明提供了一种具有直线电机的高速机，在数控机床上采用直线电机，不仅能够简化机床结构，而且能大幅度地提高生产效率，并能实现高精度加工，提高机床的经济效益和竞争能力。
附图说明
图1为一种具有直线电机的高速机结构示意图。
图2为一种具有直线电机的高速机上直线电机的示意图。
图3为一种具有直线电机的高速机横梁示意图。
图4为一种具有直线电机的高速机制冷装置示意图。
图5为一种具有直线电机的高速机防护罩示意图。
具体实施方式
如图1—图5所示，包括横梁1，所述横梁1通过直线电机3安装有滑座2，所述直线电机3包括定子4和可沿着定子直线移动的动子5，并且所述定子4固定在横梁上1，所述滑座2固定在动子4上,所述滑座2通过直线电机3安装有主轴箱6，所述定子4固定在滑座2上，所述主轴箱6固定在动子5上，所述主轴箱6下设置有机座7，所述机座7通过直线电机3安装有工作台8，所述定子4固定在机座7上，所述工作台8固定在动子5上。
采用直线电机的主要优点有：
1）速度高：由于直线电机直接驱动工作台,无任何中间机械传动元件,无旋转运动,不受离心力的作用,可容易地实现高速直线运动。
2)加速度大：直线电机的启动推力大,结构简单重量轻,运动变换时的过渡过程短,可实现灵敏的加速和减速,其加速度可高达(1-2)g。
3)定位精度高：直线电机进给系统用光栅尺作为位置测量元件,采用闭环控制,通过反馈,对工作台的位移精度进行精确的控制。
4）行程不受限制：由于直线电机的次级是一段一段地连续铺在机床床身上,“次级”铺到哪里,“初级”(工作台)就可运动到哪里,不管有多远,对整个系统的刚度不会有任何影响。
5）没有机械接触，传动力是在气隙中产生的，除了导轨外没有其它摩擦。
6）结构简单，体积小，以最小的零部件数量实现直线驱动，而且是只有一个运动部件。
7）运动平稳：这是因为除了起支撑作用的直线导轨或气浮轴承外,没用其它机械连接或转换装置的缘故。
8）维护简单,由于部件少,运动时无机械接触,从而大大降低了零部件的磨损,只需要很少甚至无需维护,使用寿命更长。
由于直线电机3的动态刚性极低，不能起到缓冲阻尼作用，在高速运动时容易引起机床震动，为了防止该震动，在所述横梁1内侧设置有若干凹槽9并位于安装直线电机定子4的一面，所述凹槽9里设置有弹簧10。通过弹簧10弹性的作用，让高速机减少震动。
其次就是发热量大，固定在工作台8底部的直线电机动子5是高发热部件。为了解决该问题，所述直线电机的定子4可以无限接拼，所述定子4接拼处设置有感应器11，所述定子4的上端设置有制冷装置12，所述感应器感11应到动子的信号，所述感应器11接收到信号的一段制冷装置12开启，等到达第二个感应器11感应到动子的信号，上一段延迟一定时间关闭制冷，第二个感应器11收到的信号的一段制冷装置开启12，所述制冷装置12采用的冷却液制冷，所述感应器11采用的红外线感应器。一直对着直线电机3制冷会对损害直线电机3，采用该间接制冷装置，还可以节省电量。
再就是直线电机3不能自动锁紧，尤其是主轴箱6和滑座2垂直运动的。在所述主轴箱6上设置有丝杠13，所述丝杠13连接有防护罩14并位于所述主轴箱6上直线电机动子5的下方，所述防护罩14与所述主轴箱6上直线电机的动子5具有一定的距离，所述防护罩14在所述工作台8上方。防止主轴箱6的脱落，起到了保护的作用。
Claims (7)
1.一种具有直线电机的高速机，其特征在于，包括横梁（1），所述横梁（1）通过直线电机（3）安装有滑座（2），所述直线电机（3）包括定子（4）和可沿着定子直线移动的动子（5），并且所述定子（4）固定在横梁上（1），所述滑座（2）固定在动子（4）上,所述滑座（2）通过直线电机（3）安装有主轴箱（6），所述定子（4）固定在滑座（2）上，所述主轴箱（6）固定在动子（5）上，所述主轴箱（6）下设置有机座（7），所述机座（7）通过直线电机（3）安装有工作台（8），所述定子（4）固定在机座（7）上，所述工作台（8）固定在动子（5）上。
2.根据权利要求1所述的一种具有直线电机的高速机，其特征在于，所述横梁（1）内侧设置有若干凹槽（9）并位于安装直线电机定子（4）的一面，所述凹槽（9）里设置有弹簧（10）。
3.根据权利要求1所述的一种具有直线电机的高速机，其特征在于，所述直线电机的定子（4）可以无限接拼，所述定子（4）接拼处设置有感应器（11），所述定子（4）的上端设置有制冷装置（12），所述感应器（11）感应到动子（5）的信号，所述感应器（11）接收到信号的一段制冷装置（12）开启，等到达第二个感应器（11）感应到动子的信号，上一段延迟一定时间关闭制冷，第二个感应器收到的信号的一段制冷装置（12）开启。
4.根据权利要求1所述的一种具有直线电机的高速机，其特征在于，所述主轴箱（6）上设置有丝杠（13），所述丝杠（13）连接有防护罩（14）并位于所述主轴箱（6）上直线电机动子（5）的下方，所述防护罩（14）与所述主轴箱（6）上直线电机的动子（5）具有一定的距离，所述防护罩（14）在所述工作台（8）上方。
5.根据权利要求1所述的一种具有直线电机的高速机，其特征在于，所述防护罩（14）与所述主轴箱（6）上直线电机动子（5）的大小一样。
6.根据权利要求1所述的一种具有直线电机的高速机，其特征在于，所述制冷装置（12）可以采用冷却液。
7.根据权利要求1所述的一种具有直线电机的高速机，其特征在于，所述感应器（11）采用了红外线感应器。
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