基于直线电机数控机床驱动控制技术

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1、万方数据2012年2月1日第35卷第3期现代电子技术ModernElectronicsTechniqueFeb．2012V01．35NO．3基于直线电机的数控机床驱动控制技术李周平(陕西国防工业职业技术学院机电工程系，陕西西安710300)摘要：针对传统传动链中作为动力源的电动机的不足，提出了直线电机。分析了直线电机原理、特点，介绍了基于直线电机的驱动控制技术。通过对比传统控制技术、现代控制技术、智能控制技术优缺点，提出了采用直线电机位置控制器解决在数控机床中活塞车削数控系统的响应和精度问题。设计采用了PC机与开放式可编程

2、运动控制器构成数控系统。结果表明。利用直线电机结构简单、运动平稳、噪声小，运动部件摩擦小、磨损小、使用寿命长、安全可靠等特性，采用直线电机的开放式数控系统使数控机床驱动控制技术获得新发展。关键词：直线；电机；数控机床；驱动；控制技术中图分类号：TN911．7-34；TG659文献标识码：A文章编号：1004—373X(2012)03—0158—03DrivecontroltechnologyofnumericalcontrolmachinebasedonlinearmotorLIZhou-ping(Departmentof

3、MechanicalandElectrical．ShaanxiInstituteofTechnology，Xi’an710300，China)Abstract．．Alinearmotorispresentedaimedattheshortagesoftraditionaltransmissionchaineleetromotorasthedrivesource．Theprincipleandcharacteristicsofthelinearmotorareanalyzedandthedrivecontroltechnol

4、ogyofthelinearmotorisintroduced．Bycomparingtheadvantagesanddisadvantagesoftraditionalcontroltechnology，moderncontroltechnologyandsmartcontroltechnology，linearmotorcontrollerisderivedtOsolvetheproblemsofresponseandprecisionexistedinthepis—tonturningnumericalsystemo

5、fnumericalcontrolmachine．Personalcomputer(PC)andopenedprogrammablemovingcon—trollerwasadoptedinthisdesigntocomposeanumericalcontrolsystem．Linearmotorhascharacteristicsofsimplestructure，calmdriving，smallnoise，littlefriction，longlifeandhighcredibility，andthismakesth

6、econtroltechnologyofthenumericalcontrolmachinehaveabigprogress．Keywords：linear,motor；numericalcontrolmachine；drivecontroltechnology0引言数控机床正在向高精密、高速、高复合、高智能和环保的方向发展[1。2]。高精密和高速加工对传动及其控制提出了更高的要求：更高的动态特性和控制精度，更高的进给速度和加速度，更低的振动噪声和更小的磨损。在传统的传动链中，作为动力源的电动机要通过齿轮、蜗轮副，皮带、丝

7、杠副、联轴器、离合器等中间传动环节才能将动力送达工作部件[31]。在这些环节中产生了较大的转动惯量、弹性变形、反向间隙、运动滞后、摩擦、振动、噪声及磨损。虽然在这些方面通过不断的改进使传动性能有所提高，但问题很难从根本上解决，于是出现了“直接传动”的概念，即取消从电动机到工作部件之间的各种中间环节。随着电机及其驱动控制技术的发展，电主轴、直线电机、力矩电机的出现和技术的日益成熟，使主轴、直线和旋转坐标运动的“直接传动”概念变为现收稿日期：201I-09—2i实，并日益显示出巨大的优越性¨]。直线电机及其驱动控制技术在机床进

8、给驱动上的应用，使机床的传动结构出现了重大变化，并使机床性能有了新的飞跃。1直线电机I．1直线电机工作原理所谓线性马达又称为直线电机∞]，是一种将传统的旋转电机沿轴线方向切开后，将旋转电机的初级展开作为直线电机(线性马达)的定子，次级通电后在电磁力的作用下沿着初级做直线运动，称为直线电机(线性马达)的转