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新型直线电机与旋转零传动驱动系统

1、新型直线电机驱动系统

为克服常规永磁同步直线电机耗费永磁材料多,造价高,防磁困难等缺点,提出并研究面向机床零传动驱动的新型开关磁阻直线电机驱动系统。目前已完成原理样机开发,在此基础上正进一步开发工程样机,并针对新型龙门机床X和Y轴驱动需求,组成双边结构直线电机零传动驱动系统。

龙门机床直线电机驱动系统结构示意图
(a) X轴驱动系统 (b) Y轴驱动系统

2、新型旋转零传动驱动系统

针对开发高速高精度五轴数控机床的需求,对新型旋转/摆动零传动驱动系统开展了研究。 对于摆头驱动系统,采用新型环形伺服电机作为驱动装置,通过高精度角位移检测装置构成全闭环角位移控制系统,取消传统的以蜗轮-蜗杆副等构成的机械传动链,实现五轴数控机床摆头进给的高精度直接驱动。 对于转台驱动系统,针对五坐标复合加工中心的特点,研究开发了进给/主运动双模控制系统。

复合加工中心转台驱动系统的双模控制结构
当复合加工中心工作于铣削模式时,按旋转进给模式对转台进行控制,将模式切换开关与转角控制器接通,该系统为一包含位置、速度、转矩(电流)控制的高性能随动系统,可对环形电机的转角进行精确控制。当机床工作于车削模式时,将模式切换开关与外部转速指令信号接通,系统仅进行速度和电流闭环控制。此时电机运行于基速以上,对应的磁通给定曲线为一条随转速下降的非线性曲线,由此实现弱磁控制,使电机工作于恒功率区间,满足车削加工对主轴驱动的要求。