本發(fā)明屬于機電領域，具體地說是在一個行程中輸出足夠能量為機床動力配套的直線電機。

背景技術：

目前，直線電機廣泛應用于工業(yè)、民用、軍事及其他多種直線運動場合，國外研究首先應用于機床，以裝備制造業(yè)為例，有直線電機驅動的壓力機、電磁錘、電磁打箔機、壓鑄機等。但將直線電機作為動力機應用于機床，還有許多技術問題有待突破：如在壓力機上應用，我國起步較晚，國外雖早，但邁步并不遠，因受直線電機單一行程推力不足的制約，研究水平始終停留在小型機上，對中、大型壓力機的研究仍屬空白：如日本ADA工程技術公司開發(fā)出了采用直線電機直接驅動的小型精密零件加工用L-SF型新型成型壓力機，其公稱力只有490公斤，不足半噸，現(xiàn)有技術檢索表明，國外至今無大噸位壓力機的研究報道。

由于直線電機直接驅動系統(tǒng)具有結構簡單、重量輕、慣性小、動態(tài)響應快、速度和加速度大、精度高、振動和噪音小等優(yōu)點，是各類超高速、精密機床的理想傳動方式；隨著新型磁性材料和電機專用冷卻方法的出現(xiàn)，隨著機床高速化、精密化、智能化的進一步發(fā)展，直線電機在機床上的應用會越來越廣泛，有可能使機床結構和性能發(fā)生更革命性變化，若發(fā)明在一個行程中輸出足夠能量為各種機床動力配套的直線電機很有必要。

技術實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有直線電機存在的上述不足，本發(fā)明提供一種由編程控制器控制動子運行獲得足夠能量的直線電機，其優(yōu)點是結構簡單，造價低，能量轉換效率高，輸出動力強等。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：機床動力用直線電機，包括：殼體、直線導向機構、動子和定子，其特征在于：所述的直線導向機構，是由固定在殼體中心的主導向軸(5)和固定在殼體周邊的邊導向軸(15)組成，其中邊導向軸(15)為空心軸，軸外安裝儲能彈簧(16)，軸內安裝儲能量化調控機構；所述動子(3)被固定在托板(4)上，托板(4)設有主導向軸孔和邊導向軸孔，還裝有動力輸出座(6)，動力輸出座(6)上設有隨動掛鉤(7)；所述定子由固定鐵芯(2)和緩沖鐵芯(1)組成，緩沖鐵芯(1)設有中心導向孔，下方安裝壓縮彈簧(17)；在殼體上端裝有擒縱掛鉤(8)，當隨動掛鉤(7)到達設定高度時予以擒縱，掛鉤的“分離”與“結合”由掛鉤離合器控制。

所述的儲能量化調控機構是由絲杠(15-1)、動塊(15-2)、橫擔(15-3)和調控齒輪(15-4)構成，橫擔(15-3)固定在動塊(15-2)上，它的兩端分別從邊導向軸(15)的豎槽中穿出軸外，以控制儲能彈簧(16)的下端。

所述的掛鉤離合器由自動擒縱機構和分離器組成：自動擒縱機構由支架(13)、立式絲杠(10)、定位齒輪(11)、拉力彈簧(9)組成，立式絲杠(10)的上端可繞支架(13)上的橫軸(12)轉動，拉力彈簧(9)使立式絲杠(10)維持在豎直位置，擒縱掛鉤(8)上設有螺紋，安裝在立式絲杠(10)上；分離器由電磁鐵(14)、固定座(14-1)、分離杠桿(14-2)、支點(14-3)和推桿(14-4)構成。

本發(fā)明具有結構簡單、造價低、能量轉換效率高、在一個行程中可輸出足夠能量做機床動力配套之用等顯著優(yōu)點。

附圖說明

下面結合附圖通過實施例對本發(fā)明進行具體描述。

圖1為本發(fā)明結構示意圖。

圖2為儲能量化調控機構示意圖。

圖3為掛鉤離合器示意圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，如圖1所示，直線電機殼體的磁路部件采用軟磁性材料制作，非磁路部件及主導向軸5均采用非磁性材料制作；對定子2、動子3及殼體止口的加工，必須有較高的同軸精度，保證直線電機的氣隙均勻；對主導向軸5和邊導向軸15的孔位加工也應有較高的孔位加工精度。

對儲能量化調控機構的量化調節(jié)：采用步進電機使用同步帶傳動，驅動調控齒輪15-4轉動一定角度，步進電機由編程控制器控制；采用人工調節(jié)時，需將調控齒輪15-4更換成手動輪。

兩掛鉤的相互擒縱位置應準確控制在設定的高度上，需要調節(jié)時，采用步進電機使用同步帶傳動，驅動定位齒輪11轉動一定角度；若人工調節(jié)應將定位齒輪11更換成手動輪。

預調試操作步驟：

1、將擒縱掛鉤8調至最高位：首先用力將托板4向下壓至下止點，使儲能彈簧16儲存一定能量，然后迅速撤去外力，托板4在儲能彈簧16的推動下，隨動掛鉤7應能夠到達被擒縱掛鉤8擒縱的高度；若上升高度不夠時，可轉動調控齒輪15-4，使絲杠15-1轉動，增加儲能彈簧16的儲存能量。

2、將擒縱掛鉤8調至最低位：調節(jié)絲杠15-1，減小儲能彈簧16的儲能量，使隨動掛鉤7上升的高度剛好被擒縱掛鉤8擒縱為止，避免出現(xiàn)向上過沖。

3、安裝速度傳感器：用以實時檢測動子3的動態(tài)速度，檢測數(shù)據(jù)通過傳輸線傳送給編程控制器。

4、控制器的編程：按動子運行控制程序及量化控制數(shù)據(jù)(包括儲能彈簧的儲能量、掛鉤捕獲設定高度、動子動態(tài)速度值)編制好控制程序。

動子的運動過程：

初始狀態(tài)隨動掛鉤7跟擒縱掛鉤8處于結合狀態(tài)，啟動時，由編程控制器先給電磁鐵14通電使其吸合，向下推動杠桿14-2的右端繞支點14-3轉動，其左端向上轉動，可依次推動推桿14-4、立式絲杠10下端向左移，從而帶動擒縱掛鉤8隨其左移，跟隨動掛鉤7分離。

掛鉤分離后，動子3的受力失去平衡，由于動子3的上行有一段是被拋起的，因此在這段行程只受重力作用而加速下落，編程控制器應在動子速度和下落位置優(yōu)選最佳值，給繞組通電，動子3在重力和電磁力的合力作用下到達下止點并斷電。該過程通過預加速獲得足夠動能、隨越來越大的電磁力抗衡來自負荷的阻力、壓縮儲能彈簧16獲得設定的彈性勢能。

動子3到達下止點，有剩余能量跟緩沖鐵芯1發(fā)生碰撞一同向下緩沖；緩沖鐵芯1靠壓縮彈簧17復位，動子3靠儲能彈簧16儲存的彈性勢能產生上推作用而向上加速運動以及最后被向上拋起，最終準確到達擒縱的設定高度被擒縱，進入守候狀態(tài)。