專利名稱：一種雙直線電機驅(qū)動進給機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種雙直線電機高速驅(qū)動進給機構，尤其是一種雙鉸接式龍 門框架組合結構的雙直線電機驅(qū)動進給機構。
背景技術：
目前世界上高速加工技術成為近些年發(fā)展迅速的主要技術之一，直線電 機開始作為高速進給系統(tǒng)出現(xiàn)在加工中心中。由于直接驅(qū)動進給系統(tǒng)具有傳 統(tǒng)進給系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點和潛力，再次受到各國的重視?；谥本€電機的 驅(qū)動進給系統(tǒng)作為一種機電系統(tǒng)，將機械結構簡單化，電氣控制復雜化，符 合現(xiàn)代機電技術的發(fā)展趨勢。 一方面，國內(nèi)研究直線電機的應用，特別是機 床進給系統(tǒng)中的直線伺服電機的研究應用還處于起步階段，和國外的差距較 大。另一方面，直線電機與其它機床關鍵功能部件，例如滾珠絲桿、伺服電 機等不同，它并不能通過選購合適的部件直接安裝在機床上，即可提高機床 的工作性能，直線電機的應用對機床其他基礎部件的結構設計具有較大的影 響，例如產(chǎn)生的電磁吸引力、發(fā)熱引起的熱誤差以及由于高速運動對結構剛 性的高要求等，這些影響都需要進行深入的實驗研究，方能充分了解其性能， 這樣直線電機才能在機床上得到正確的應用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙直線電機高速驅(qū)動進給機構，主要解決現(xiàn) 有的技術的雙直線電機驅(qū)動進給機構在進行測試時，存在機械結構對測試運
3動的干涉等技術問題，它具有自適應轉(zhuǎn)角功能，并適用于直線電機高速性能 的檢測要求，包括加減速性能、靜態(tài)與動態(tài)的高速響應性能、定位精度、重 復定位精度、雙直線電機同步控制精度與溫度場分布等方面的檢測。 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的
一種雙直線電機高速驅(qū)動進給機構，其特征在于它通過橫梁與兩條X 方向直線導軌上滑座的兩個鉸接點與一個直線位移的組合，形成了橫梁的自 適應轉(zhuǎn)角功能。
所述的雙直線電機高速驅(qū)動進給機構，其特征在于該機構包括基礎床 身及安裝在基礎床身二側的二組X方向運動的滑座，二滑座下安裝X方向直 線電機，二滑座與固定在基礎床身上的X方向直線導軌連接，二滑座在X方 向直線電機的驅(qū)動下可在X方向直線導軌上平行的運動；二滑座上分別固定 有鉸接式橫梁座板，鉸接式橫梁座板通過軸承支撐能繞垂直于二滑座的軸線 旋轉(zhuǎn)；橫梁的一端與第一鉸接式橫梁座板固定，在橫梁的中部至橫梁的另一 端安裝有直線位移導軌，第二鉸接式橫梁座板與固定在橫梁上的直線位移導 軌連接；橫梁上安裝有一套可Y方向直線電機驅(qū)動在Y方向直線導軌上運動 的Z向電主軸，Z向電主軸在Z方向的運動則由Z向伺服電機進行驅(qū)動；基礎
床身上配置有兩組工作臺，作為實現(xiàn)兩種不同測試方式的實驗平臺，其中，
主工作臺覆蓋了雙X軸同步+Y軸插補的聯(lián)動區(qū)域，輔助工作臺覆蓋了滑座雙 直線插補的聯(lián)動區(qū)域。
所述的雙直線電機高速驅(qū)動進給機構，其特征在于所述的橫梁為一矩
形箱體機構。
本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明通過2個鉸接點與一個直線位移的組合，形成了橫梁的自適應
轉(zhuǎn)角功能，應用這一機構組合而成的實驗裝置能對直線電機進行各種形式的 高速性能檢測，包括加減速性能檢測、靜態(tài)與動態(tài)的高速響應性能、定位精度、重復定位精度、雙直線電機同步控制精度、溫度場檢測等的檢測。
2、本發(fā)明針對雙直線電機及高速直線進給驅(qū)動實驗裝置的要求，形成 了一套雙鉸接式龍門框架組合結構，以適用對直線電機進給系統(tǒng)進行不同方 式的測試研究。通過這一結構可使整個實驗裝置在進行測試時不必進行機械 上的調(diào)整，就可實現(xiàn)直線電機的單軸，雙軸及多軸的單動、聯(lián)動以及同步等 的測試研究，而不存在機械結構對測試運動的干涉。
附圖
說朋
圖l是本發(fā)明的正視圖； 圖2是本發(fā)明的側視圖3是本發(fā)明的俯視圖(雙X軸同步+Y軸的插補聯(lián)動)； 圖4是本發(fā)明的俯視圖(滑座雙直線插補聯(lián)動)。
具體實施例方式
下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
請參閱圖l-4，本發(fā)明公開了一種具有雙鉸接式龍門框架組合結構的雙 直線電機高速驅(qū)動進給機構。如圖所示它包括基礎床身l， 二滑座21、 22， X方向直線電機3， X方向直線導軌4， f^接式橫梁座板51、 52，橫梁6，直線 位移導軌7， Z向電主軸8， Y方向直線電機9， Y方向直線導軌IO， Z向伺服 電機ll，主工作臺12，輔助工作臺13。
基礎床身1的中間部分是主工作臺12，主工作臺的兩側各安裝一套2根X 方向的直線導軌4，在2根直線導軌之間布置有直線電機的次級線圈。二滑座 21、 22下方安裝有直線電機的初級線圈，且與直線導軌4的滑塊連接在一起。 滑座21、 22可分別在X方向直線電機3的驅(qū)動下，在基礎床身的兩側的X方向 直線導軌4上作直線運動?；?1、 22的頂面分別安裝有鉸接式橫梁座板51、52，滑座21頂面安裝的鉸接式橫梁座板51與橫梁6的一端固定連接，滑座22 頂面安裝的鉸接式橫梁座板51與安裝在橫梁6中部至橫梁另一端的直線位移 導軌7連接。整個橫梁6與鉸接式橫梁座板51、 52通過2個鉸接點與一個直線 位移的組合，橫梁能夠自動適應調(diào)整，消除了橫梁6對兩組滑座21、 22機械 連接后的干涉影響，使兩組滑座21、 22能在兩臺直線電機的驅(qū)動下，以不同 的運行速度，不同的相對位置，進行模擬機床運動的狀態(tài)，來測試直線電機 的性能。
兩組滑座21、 22上分別固定有鉸接式橫梁座板51、 52，鉸接式橫梁座板 51、 52通過軸承支撐能繞垂直于兩組滑座21、 22的軸線旋轉(zhuǎn)。
兩組鉸接式橫梁座板51、 52與橫梁6連接，構成類似龍門框架樣結構形 式。橫梁6的一端與鉸接式橫梁座板51固定，在橫梁的中部至橫梁的另一端 安裝有直線位移導軌7，另一個鉸接式橫梁座板52與固定在橫梁上的直線位 移導軌7連接。整個橫梁6與鉸接式橫梁座板51、 52通過2個鉸接點與一個直 線位移的組合，可使兩組滑座21、 22在不同速度，不同的相對位置狀態(tài)下運 行，橫梁6能夠自動適應調(diào)整，并能依據(jù)兩組滑座21、 22的插補聯(lián)動運行， 形成其相應的運行軌跡。
橫梁6相對于鉸接式橫梁座板5為不對稱安裝。橫梁6上安裝有一套Z向電 主軸8， Z向電主軸8在橫梁上的Y方向運動，是由Y方向直線電機9驅(qū)動的， Z向電主軸8固定在橫梁6上的Y方向直線導軌10上，沿著Y方向運動。Z向電 主軸8在Z方向的運動則由伺服電機11進行驅(qū)動。
整個雙直線電機及高速直線進給驅(qū)動實驗裝置，通過雙鉸接式龍門框架 結構的不同組合，可實現(xiàn)兩種不同的實驗測試方式，當Z向電主軸8運動在橫 梁Y方向的滑座21、 22區(qū)間內(nèi)，并設定滑座21、 22在直線電機 的同步驅(qū)動下 運動，且橫梁的Y運動方向與滑座21、 22的運動方向垂直，此時Z向電主軸8 的運動軌跡就在雙X軸同步+Y軸的插補聯(lián)動區(qū)域內(nèi)。當Z向電主軸8走出雙滑座區(qū)間運動至橫梁的右端并固定(此時Y方向無運動)，并分別設定滑座21、22在各自直線電機的直線插補驅(qū)動下運動，此時由于二滑座21、 22相隔固定的間距，橫梁與橫梁座板通過2個鉸接點與一個直線位移的組合形成了類似的連桿機構，Z向電主軸8的運動軌跡就在滑座雙直線插補聯(lián)動區(qū)域內(nèi)。
床身是雙直線電機及高速直線進給驅(qū)動實驗裝置的基礎，床身上配置有兩組工作臺，作為實現(xiàn)兩種不同測試方式的實驗平臺，主工作臺12覆蓋了雙X軸同步+Y軸插補的聯(lián)動區(qū)域，輔助工作臺13覆蓋了滑座雙直線插補的聯(lián)動區(qū)域。
這種具有雙鉸接式龍門框架組合結構的雙直線電機高速驅(qū)動進給機構，通過2個鉸接點與一個直線位移的組合，形成了橫梁的自適應轉(zhuǎn)角功能。應用這一機構組合而成的實驗裝置能對直線電機進行各種形式的高速性能檢測，包括加減速性能檢測、靜態(tài)與動態(tài)的高速響應性能、定位精度、重復定位精度、雙直線電機同步控制精度、溫度場分布等方面的檢測。
權利要求
1、一種雙直線電機高速驅(qū)動進給機構，其特征在于它通過橫梁與兩條X方向直線導軌上滑座的兩個鉸接點與一個直線位移的組合，形成了橫梁的自適應轉(zhuǎn)角功能。
2、 根據(jù)權利要求l所述的雙直線電機高速驅(qū)動進給機構，其特征在于 該機構包括基礎床身(1)及安裝在基礎床身(1) 二側的二組X方向運動的滑座(21、 22) ， 二滑座(21、 22)下安裝X方向直線電機(3) ， 二滑座(21、 22)與固定在基礎床身(1)上的X方向直線導軌(4)連接，二滑座(21、 22)在X方向直線電機(3)的驅(qū)動下可在X方向直線導軌(4)上平行的運動； 二滑座(21、 22)上分別固定有鉸接式橫梁座板(51、 52)，鉸接式橫梁座 板(51、 52)通過軸承支撐能繞垂直于二滑座(21、 22)的軸線旋轉(zhuǎn);橫梁 (6)的一端與第一鉸接式橫梁座板(51)固定，在橫梁(6)的中部至橫梁 的另一端安裝有直線位移導軌(7)，第二鉸接式橫梁座板(52)與固定在橫 梁(6)上的直線位移導軌(7)連接；橫梁(6)上安裝有一套可Y方向直線 電機(9)驅(qū)動在Y方向直線導軌(10)上運動的Z向電主軸(8) ， Z向電主 軸(8)在Z方向的運動則由Z向伺服電機(11)進行驅(qū)動；基礎床身(1)上 配置有兩組工作臺，作為實現(xiàn)兩種不同測試方式的實驗平臺，其中，主工作 臺(12)覆蓋了雙X軸同步+Y軸插補的聯(lián)動區(qū)域，輔助工作臺(12)覆蓋了 滑座雙直線插補的聯(lián)動區(qū)域。
3、 根據(jù)權利要求2所述的雙直線電機高速驅(qū)動進給機構，其特征在于 所述的橫梁(6)為一矩形箱體機構。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙直線電機高速驅(qū)動進給機構。它通過橫梁與兩條X方向直線導軌上滑座的兩個鉸接點與一個直線位移的組合，形成了橫梁的自適應轉(zhuǎn)角功能。本發(fā)明主要解決現(xiàn)有的技術的雙直線電機驅(qū)動進給機構在進行測試時，存在機械結構對測試運動的干涉等技術問題，它具有自適應轉(zhuǎn)角功能，并適用于直線電機高速性能的檢測要求，包括加減速性能、靜態(tài)與動態(tài)的高速響應性能、定位精度、重復定位精度、雙直線電機同步控制精度與溫度場分布等方面的檢測。
文檔編號G01R31/34GK101666859SQ20091019703
公開日2010年3月10日 申請日期2009年10月13日 優(yōu)先權日2009年10月13日
發(fā)明者李郝林, 林獻坤, 韓世卓 申請人:上海理工大學