直线电机隔磁、防屑技术直线电机在结构和原理上都是从旋转电机演变而来的。它是由初级部构芯和次级部构芯组成,次级部构芯为永磁板。在初级部构芯中通入三相正弦电流后,会产生气隙磁场,当三相电流随时间变化时,气隙磁场将按相序沿直线运动,次级部构芯在这个移动的磁场切割下产生电流并产生电磁推力。如果次级部构芯固定,那么初级部构芯就会沿直线运动。应用直线电机技术就是用直线电机代替传统的滚动丝杠和伺服电机进给系统,这在机床的结构设计上有很大的改变,同时也带来了一些新的问题。
锁紧块结构图是直线电机在车床上应用的难点。而其它机床如立式加工中心、电火花加工机床等,可将直线电机安装在远离加工区,避免了加工过程中的切屑、冷却液等潜入直线电机内,这类机床防屑、防磁与车床相比较容易些。另外,由于直线电机本身的移动速度快,与高精度的光栅尺配合有较高的定位精度,因此,可获得较高的加工精度和生产效率。为了不因仅考虑防屑防磁而制约了直线电机本身的优点,我厂在设计时,经过反复推敲、综合考虑,在满足直线电机使用要求的情况下采用高速全封闭防磁拉罩来解决这一问题。采取改进拉罩结构和采用防磁材料的措施,既能实现防屑、防磁,运动速度又较高。
进给系统移动部件的轻化结构研究直线电机的移动速度快是它的优点之一。而直线电机的功率的大小,是由吸力的大小决定的。所需直线电机的功率小,吸力也小,反之,若直线电机功率大,吸力也大。在使用中,移动部件除了要承受足够的切削力外,还要承受直线电机1500kg以上的吸力,以保持机床长期工作的精度稳定性,这就要求移动部件不仅能够承受这些力,要有一定的刚性,而且还要尽量减轻其本身的重量。
控制直线电机的发热直线电机在工作时会产生一定的热量,若温度过高,影响电机的使用性能,尤其是在斜置45°安装的使用条件下,因它本身没有刹车功能,断电后会产生下滑,通电后直线电机始终处于工作状态,在选择电机时采用精密冷却,对直线电机的初级部构芯和次级部构芯均进行冷却,冷却介质采用恒温控制,使直线电机迅速散热,保持其使用性能。另外,为了避免发热,当机床在较长时间处于待机状态时,通过液压锁紧块,在程序上加以控制,使其处于自锁状态。
盖子传感采用一个反射式红外发射传感器来获得盖子的信息。当有盖子经过烘道时,红外传感器产生脉冲信号,该信号经过滤波、整形后,通过外部计数器进行计数,单片机将个数进行累加,计算当前班生产的个数。键盘为方便设定工作温度、PID参数、上下限温度等参数的输入,在控制面板上还设计了一个4×4的键盘,10个数字键,外加功能键。显示采用一块可显示4行16列汉字的液晶模块来显示参数。单片机将相关数据及指定显示位置的坐标,通过RS232串口发送到液晶模块,就可方便的将数据显示在指定的地方。
控制系统的软件结构该控制系统的软件采用模块化结构,主要由下面几个子程序组成。键盘扫描子程序:返回键值,由键盘参数处理程序根据键值执行相关操作;外部计数处理子程序:在中断中自动计数,每次计数将相应变量修改并置标志位,在主程序中根据该标志位的改变来执行相关操作;温度采样:对PT100的电压进行采样和滤波,与上次的原始数据比较,如果有变化,则置相关标志位,进入温度参数处理子程序进行查表和线性插值,得到温度,刷新相关变量;温度超限处理:将目前的温度与上下限比较,如果超限则报警;液晶屏内容刷新:如果参数改变标志被置位,则发送参数到液晶屏,刷新显示内容;PID控制程序:如果正处于运行状态,则根据公式计算PID的输出值,否则直接将PID的输出值复位为零,再进入死区及限幅处理,将*后的值转化为PWM的占空比数据,设置到PWM寄存器中。
结论SOC丰富的片内资源,使控制系统实时性大大提高,体积缩小;温度的控制精度获得了提高,方便调节输出功率和频率。液晶显示的人机界面,更友好和直观,方便了现场调试,且降低了成本。该控制系统已在某包装生产线上试运行。