直线电动机应用于数控机床的共性技术研究

为了提高直线电动机在数控机床上的应用水平,对直线电动机应用于数控机床的共性技术问题作了讨论。以减小电动机推力波动为目标,提出了有限元法与差异进化算法相结合的电机结构优化方法,阐述了直线电动机的选型计算步骤,研究了直线伺服系统的智能控制策略,对直线电动机工作台的定位误差补偿技术作了比较。最后列出了其他一些值得关注的问题。     

直线电动机在数控机床中的应用

简要阐述了直线电动机驱动相对于传统数控机床进给驱动的优点,分析了直线电动机在数控机床应用中存在的一些特殊问题,介绍了直线电动机在高速加工、异形截面加工等方面的应用,列举了在高速进给驱动系统中的典型应用事例,并对直线电动机在数控机床中的应用前景进行了展望。     

直线电动机技术在数控车床上的应用

采用直线电动机技术。改变了数控机床进给系统的结构,使机床的加工精度、生产效率等性能指标得到很大的提高。为国内数控机床采用直线电动机技术。实现高速进给提供技术储备。     

交流永磁直线同步电动机的控制方法研究

对直线电动机驱动进给系统在车磨复合数控加工中心上的应用作了系统研究,阐述了直线电动机驱动技术、开放式数控系统原理和基于PMAC的全闭环交流伺服控制系统。本文还结合研究课题介绍了直驱进给系统的调试,并获得了很好的调试效果,保证了数控机床的加工精度。     

数控机床用直线电动机及其控制技术

直线电动机直接驱动系统具有结构简单、动态响应快、速度和加速度大等一系列优点,是各类数控机床进给运动的理想传动方式。介绍了直线电动机直接驱动技术原理、特点及其在数控机床中的应用,阐述了直线电动机直接驱动系统控制技术的研究现状及发展趋势。     

直线电动机在非圆截面零件精密加工中的应用研究

对具有种类多、高精度和高频响伺服控制要求的非圆截面零件加工来说,传统进给系统已难以满足要求。近年来,直线电动机作为一种新型伺服驱动进给装置,得到广泛应用。简单介绍了直线电动机在国内、外的应用现状,综述了直线电动机的基本原理及特点。利用PMAC(Programmable multi-axis controller)时基控制法,通过椭圆形等典型非圆零件表面精密加工试验,研究了基于PMAC的直线电动机的伺服控制技术和防磁散热等问题。为推动直线电动机在高速高精度数控机床中的应用打下基础。     

直线电动机高速进给单元的关键技术

为满足超高速加工的要求,近年来出现了一种新型的直线电动机伺服驱动进给方式。文章结合我校自行研制的GD－3型高速直线电动机进给单元,介绍了在设计直线电动机高速进给单元时直线电动机参数的计算和进给单元结构布局的选择,并确定了直线电动机的防磁和散热问题、工作台和导轨等部件的设计以及直线电动机控制系统等有关问题。研究表明,直线电动机在高速数控机床上具有良好的应用前景。     

直接磁悬浮永磁直线电动机无摩擦进给的研究

提出采用直接磁悬浮永磁直线电动机来消除数控机床进给系统的摩擦阻力实现无摩擦进给,对直接磁悬浮永磁直线电动机的结构和磁悬浮原理进行了论述,建立了磁悬浮永磁直线电动机的磁场分层模型,在此基础上,从磁场能量出发通过虚位移法推导出磁场和电磁力的表达式.利用Ansoft Maxwell 2D瞬态电磁场计算软件,对直接磁悬浮永磁直线电动机的空载磁场,以及负载运行时的气隙磁密和电磁力进行仿真研究.结果表明,采用直接磁悬浮永磁直线同步电动机实现数控机床无摩擦进给是可行的.     

直接磁悬浮永磁直线电动机运行机理研究

为了消除直线电动机数控机床进给系统的摩擦阻力,实现无摩擦进给,提出了一种靠自身产生的磁悬浮力来解决数控机床进给系统的悬浮问题的新型直接磁悬浮永磁直线同步电动机。采用虚位移法建立其瞬态场中推力及磁悬浮力解析表达式,并且利用有限元软件ANSOFT对电动机进行了建模及分析,将解析计算结果与ANSOFT的计算结果进行比较,证明了采用虚位移法所建立模型的正确性,同时仿真结果也证明该直接磁悬浮永磁直线电动机自身可以产生解耦的并且可控的推力和悬浮力,实现无摩擦进给。     

机床进给用直接驱动直线伺服电动机

针对现代数控机床高速，高精发展趋势，分析了机床进给系统应用直线电动机的优缺点，阐述了不同结构类型直线电动机的特点及其相应的应用场合，总结了直线电动机直接驱动伺服系统的研究现状与发展趋势。     

机床进给系统用永磁直线电机的设计方法

从永磁直线电机的结构入手,分析了电机几何结构与推力的关系.引入了两极单元直线电机的概念,提出了通过对两极单元直线电机进行组合,来设计任意推力永磁直线电机的设计方法.运用该方法完成了一台推力为3000N的永磁直线电机的设计,并对样机进行了推力与定位力的测试实验,验证了设计方法的可行性.     

磁悬浮永磁直线电动机及其控制系统研究

根据磁悬浮永磁直线电动机的特殊结构与运行机理,给出了电动机电磁推力和悬浮力的数学模型。建立了磁悬浮永磁直线电动机的有限元计算模型,对气隙磁密、电磁推力和悬浮力进行了有限元计算,并对气隙磁密作了谐波分析。设计了磁悬浮永磁直线电动机的研究样机,制作了磁悬浮子系统和进给伺服子系统,对系统进行实验研究,获得了磁悬浮子系统和进给子系统运行的实验结果。实验研究结果表明,该磁悬浮永磁直线电动机可实现直接驱动与无摩擦运行。     

直线电机在精密加工中的应用

介绍了直线电机的特点及工作特性，并针对永磁动圈式直线电机介绍了其性能测试与控制方法。最后介绍了直线电机的精密磨削加工中的应用实例。     

直线电机及其在高速精密机床上的应用

直线电机直接驱动方式是高速精密机床进给系统的一种理想驱动方式。介绍直线电机的工作原理,高速精密加工对机床进给系统的要求,以及直线电机在高速精密机床上应用所具备的优点与存在的问题。     

圆筒型直线感应电机有限元分析

圆筒型直线感应电机由于其特殊的结构较一般电机难以分析。文章采用有限元法对圆筒型直线感应电机的磁场进行分析,求出了电机的起动推力和电机内的磁场分布,并对电机的瞬态起动过程作了仿真分析,为电机的优化设计提供了指导。     

电励磁直线同步电动机磁悬浮系统H∞鲁棒控制的研究

为解决电励磁直线同步电动机磁悬浮系统状态变量之间的非线性和不确定性扰动问题,提出一种磁悬浮系统H_∞鲁棒控制方法。由电励磁直线同步电动机磁悬浮系统的运行机理,建立电励磁直线同步电动机悬浮系统的悬浮力方程和运动方程,推导悬浮系统的状态空间模型,针对状态空间模型的非线性,在平衡工作点处对其进行线性化,将系统对扰动的抑制问题归结为H_∞鲁棒控制器的设计,通过解Riccati不等式的正定解,得到悬浮系统的H_∞鲁棒控制器。最后,采用MATLAB/Simulink软件进行仿真研究,通过与PI控制比较,结果证明H_∞鲁棒控制方法可使电励磁直线同步电动机具有良好的抑制扰动的能力。     

面向装配的平板形永磁直线电机的设计与制造

分析了平板形永磁直线电动机的结构特点和装配难点，介绍了面向装配的直线电机的设计和制造工艺方法，简化了装配难度，保障了电机的精度和性能，实践证明是有效的。     

基于多峰拟合的直线电机动子位置精密测量方法

为满足直线电机动子位置的高精度测量要求,提出一种基于多峰拟合相位相关算法的直线电机动子位置精密测量方法。通过直线电机动子上的高速相机采集相邻栅栏图像;采用相位相关算法得到相邻栅栏图像的相位相关函数;根据相位相关频谱的峰值分布特性,采用多峰拟合获得相邻栅栏图像的亚像素位移值;根据测量系统标定系数,进而获得直线电机动子位置的精确位置。实验结果表明,该亚像素测量方法用于直线电机动子位置检测能达到精密定位,测量精度为1/100 pixel,且具有较强的鲁棒性和较高的实时性。     

基于SVD的直线电机动子位置的高精度测量方法

针对直线电机动子位置测量的高精度和实时性要求,提出了一种基于奇异值分解(SVD)相位相关算法的高精度图像测量方法。通过直线电机动子上的高速相机采集相邻栅栏图像,采用单行抽样栅栏条纹数据,再利用相位相关技术得到相邻栅栏图像的相位相关矩阵,进而利用SVD得到水平位移相位矢量。通过相位解缠算法和最小二乘法线性拟合得到二幅栅栏图像的亚像素位移量,将相邻栅栏条纹的像素位移值和动子实际位移进行标定,结果用于直线电机动子位置测量系统标定。并且进行傅里叶变换前采用Hanning窗抑制频谱泄露,提高匹配精度。实验结果表明,该直线电机动子位置的亚像素测量方法可以满足实时性和高精度测量要求。