Система электромагнитных приводов линейного перемещения для координатно-измерительных машин

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в приводных координатных системах

Система линейных приводов для координатно-измерительных машин, включающая синхронный двигатель, содержащая статор и ротор, на одном из которых размещена, по меньшей мере, одна катушка, а на другом постоянные магниты, систему контроля и управления ротором, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оптическую шкалу и считывающую головку, а также интерполятор, делитель, сервоконтроллер, связанные с системой контроля и управления ротором.

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в приводных координатных системах.

Известен электромагнитный линейный привод, включающий синхронный двигатель, содержащий статор и ротор, на одном из которых размещена, по меньшей мере, одна катушка, а на другом - постоянные магниты, систему контроля и управления ротором, по меньше мере, два датчика Холла, размещенные вдоль продольной оси двигателя и связанные с системой контроля и управления ротором, который установлен с возможностью перемещения относительно статора в направлении его продольной оси, при этом магниты установлены на статоре, обращены друг к другу одноименными полюсами и образуют две группы чередующихся пар магнитов, причем в первой группе в каждой паре магниты установлены с одинаковым шагом между собой, а во второй группе - с монотонно возрастающим шагом, причем второй магнит в первой паре с постоянным шагом является первым магнитом в каждой паре с монотонно возрастающим шагом, а второй магнит в паре с монотонно возрастающим шагом является первым магнитом в паре с постоянным шагом (см. патент РФ 2320074 МПК Н02Р 25/06).

Недостатками известного технического решения является недостаточно высокая точность и скорость перемещений линейного привода.

Задачей предлагаемой полезной модели - повышение координатной точности и скорости перемещений системы линейных приводов.

Поставленная задача решается тем, что известное техническое решение, включающее синхронный двигатель, содержащий статор и ротор, на одном из которых размещена, по меньшей мере, одна катушка, а на другом постоянные магниты, систему контроля и управления ротором, дополнительно содержит оптическую шкалу и считывающую головку, а также интерполятор, делитель и сервоконтроллер, связанные с системой управления ротором.

На фиг.1 изображен линейный привод для одной координаты контрольно-измерительной машины (КИМ).

На фиг.2 изображена структурная схема системы линейных приводов для координатно-измерительных машин.

Обычно в КИМ используются три координаты, образуя систему линейных приводов. Для упрощения на фиг.1 изображен линейный привод для одной координаты КИМ.

Система линейных приводов для КИМ включает синхронный двигатель, содержащий статор 1 с постоянными магнитами 2, ротор 3 с расположенными на нем катушками 4 с двухфазной обмоткой. Система контроля и управления ротора 5 включает оптическую шкалу 6, считывающую головку 7, интерполятор 8, делитель 9 и сервоконтроллер 10, контроллер 11, который управляет блоком управления 12.

Система линейных приводов для КИМ работает следующим образом.

Ротор 3 свободно перемещается относительно статора 1 за счет конструктивного зазора. Катушка 4 с двухфазной обмоткой, расположенная на роторе 1, при питании каждой фазы синусоидальным и косинусоидальным током обеспечивает бегущую волну электромагнитного поля, которое, взаимодействуя с постоянными магнитами 2 статора 1, создает тяговое усилие перемещения по соответствующей координате.

Ротор 1 жестко связан со считывающей головкой 7. При его движении относительно неподвижной оптической шкалы 6 на выходе считывающей головки 7 формируются аналоговые дифференциальные SIN/COS сигналы с пространственным периодом 20 мкм, а также дифференциальные квадратурные сигналы с пространственным периодом 0,4 мкм. Таким образом, после учетверения счетных импульсов в делителе 9, в сервоконтроллер 10 и контроллер 11 поступает сигнал, обеспечивающий итоговую дискретность отсчета координатных перемещений, которая равна 0,1 мкм с некомпенсируемой (случайной) погрешностью не более 0,04 мкм и предельной накопленной систематической погрешностью не более 1 мкм/м, которая компенсируется калибровкой шкалы по образцовому интерферометру или аттестату шкалы. Сервоконтроллер 10 обеспечивает скорость координатных перемещений до 900 мм/с. В процессе измерения контроллер 11 предает сигнал блоку управления 12, тем самым обеспечивая управление координатными перемещениями КИМ.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить координатную точность и скорость перемещений системы линейных приводов за счет установки оптической шкалы и считывающей головки, а также интерполятора, делителя и сервоконтроллера, связанных с системой контроля и управления ротором.

Система линейных приводов для координатно-измерительных машин, включающая синхронный двигатель, содержащая статор и ротор, на одном из которых размещена, по меньшей мере, одна катушка, а на другом постоянные магниты, систему контроля и управления ротором, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оптическую шкалу и считывающую головку, а также интерполятор, делитель, сервоконтроллер, связанные с системой контроля и управления ротором.