Поворотный стол

Предложение относится к области машиностроения, а именно, к устройствам, обеспечивающим поворот обрабатываемого изделия, и может быть использовано в высокоточном технологическом оборудовании, например, при обработке изделий лазерным инструментом.

Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении точности позиционирования за счет компенсации усилия «магнитных бугров».

Поворотный стол, включает основание 1, установленные на основании два якоря 2, 3 с m-фазными обмотками соответственно 4-6 и 7-9, размещенный на основании 1 посредством подшипникового узла 10 ротор 11 с закрепленными на нем магнитами 12, образующими переменнополюсную структуру, шаг t которой равен полюсному делению, и скрепленный с ротором рабочий стол 13.

Ось симметрии 14 якоря 3 смещена относительно оси 15 симметрии якоря 2 на угол равный 2t/m. Обмотки 4-6 и 7-9 якорей соединены параллельно со смещением на тот же электрический угол и подключены к сервоусилителю 16.

Сила «магнитных бугров» имеет знакопеременный характер и период изменения равный t. Данная сила обусловлена краевыми эффектами ферромагнитного магнитопровода якоря. При работе поворотного стола данная сила является внешним возмущающим фактором, который должна компенсировать система управления движением, однако, данная компенсация выполняется с конечной точностью. Для повышения точности позиционирования необходимо конструктивно компенсировать силу «магнитных бугров».

В случае наличия двух якорей 2 и 3, взаимодействующих с одним и тем же индуктором, состоящим из ротора 11 с магнитами 12, необходимо якорь 3 сместить относительно другого якоря 2 на пол периода, т.е. на t/2, изменения силы «магнитных бугров». Таким образом, данные силы будут находиться в противофазе, и компенсировать друг друга. Однако, при наличии одной системы управления, m-фазные обмотки 4-9 якорей должны быть включены параллельно и подключены к одному сервоусилителю 16. Для согласования э.д.с. обмоток необходимо совместить пространственный сдвиг якорей, сделанный из условия компенсации «магнитных бугров» со сдвигом угла коммутации фаз обмоток. Последний возможен с шагом 2t/m. Поэтому якоря сдвинуты на тот же электрический угол. При этом компенсируется значительная часть силы «магнитных бугров», однако полной компенсации этой силы не достигается из-за неравенства углов t/2 и 2t/m, но сохраняется возможность управления двумя якорями от одного сервоусилителя.

Предложение относится к области машиностроения, а именно, к устройствам, обеспечивающим поворот обрабатываемого изделия, и может быть использовано в высокоточном технологическом оборудовании, например, при обработке изделий лазерным инструментом.

Известен поворотный стол, включающий основание, установленные на основании два якоря с m-фазными обмотками, размещенный на основании с возможностью вращения ротор с закрепленными на нем магнитами, образующими переменнополюсную структуру, шаг t которой равен полюсному делению, и скрепленный с ротором рабочий стол [1].

Недостатком данного технического решения является недостаточная точность позиционирования из-за действия усилия «магнитных бугров».

Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении точности позиционирования за счет компенсации усилия «магнитных бугров».

Указанный результат достигается за счет того, что в поворотном столе, включающем основание, установленные на основании два якоря с m-фазными обмотками, размещенный на основании с возможностью вращения ротор с закрепленными на нем магнитами, образующими переменнополюсную структуру, шаг t которой равен полюсному делению, и скрепленный с ротором рабочий стол, ось симметрии одного из якорей смещена относительно оси симметрии другого якоря на угол равный 2t/m, причем обмотки якорей соединены параллельно со смещением на тот же электрический угол.

Пример выполнения предложения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено заявляемое устройство (вид сверху), на фиг.2 - разрез по А-А, на фиг.3 - схема соединения обмоток якорей (для m=3).

Поворотный стол, включает основание 1, установленные на основании два якоря 2, 3 с m-фазными обмотками соответственно 4-6 и 7-9, размещенный на основании 1 посредством подшипникового узла 10 ротор 11 с закрепленными на нем магнитами 12, образующими переменнополюсную структуру, шаг t которой равен полюсному делению, и скрепленный с ротором рабочий стол 13.

Ось симметрии 14 якоря 3 смещена относительно оси 15 симметрии якоря 2 на угол равный 2t/m. Обмотки 4-6 и 7-9 якорей соединены параллельно со смещением на тот же электрический угол и подключены к сервоусилителю 16.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Сила «магнитных бугров» имеет знакопеременный характер и период изменения равный t. Данная сила обусловлена краевыми эффектами ферромагнитного магнитопровода якоря. При работе поворотного стола данная сила является внешним возмущающим фактором, который должна компенсировать система управления движением, однако, данная компенсация выполняется с конечной точностью. Для повышения точности позиционирования необходимо конструктивно компенсировать силу «магнитных бугров».

В случае наличия двух якорей 2 и 3, взаимодействующих с одним и тем же индуктором, состоящим из ротора 11 с магнитами 12, необходимо якорь 3 сместить относительно другого якоря 2 на пол периода, т.е. на t/2, изменения силы «магнитных бугров». Таким образом, данные силы будут находиться в противофазе, и компенсировать друг друга. Однако, при наличии одной системы управления, m-фазные обмотки 4-9 якорей должны быть включены параллельно и подключены к одному сервоусилителю 16. Для согласования э.д.с. обмоток необходимо совместить пространственный сдвиг якорей, сделанный из условия компенсации «магнитных бугров» со сдвигом угла коммутации фаз обмоток. Последний возможен с шагом 2t/m. Поэтому якоря сдвинуты на тот же электрический угол. При этом компенсируется значительная часть силы «магнитных бугров», однако полной компенсации этой силы не достигается из-за неравенства углов t/2 и 2t/m, но сохраняется возможность управления двумя якорями от одного сервоусилителя.

Таким образом, смещение оси симметрии одного из якорей относительно оси симметрии другого якоря на угол равный 2t/m и параллельное соединение обмоток якорей со смещением на тот же электрический угол позволяет повысить точность позиционирования за счет компенсации усилия «магнитных бугров» и упростить управление поворотным столом.

Таким образом, предложенное техническое решение позволит:

компенсировать усилия «магнитных бугров»;

повысить точности позиционирования поворотного стола;

упростить управление поворотным столом.

Источники информации

1. http://www.ruchservomotor.com/html/syn_rotary_T36.htm

Поворотный стол, включающий основание, установленные на основании два якоря с m-фазными обмотками, размещенный на основании с возможностью вращения ротор с закрепленными на нем магнитами, образующими переменнополюсную структуру, шаг t которой равен полюсному делению, и скрепленный с ротором рабочий стол, отличающийся тем, что ось симметрии одного из якорей смещена относительно оси симметрии другого якоря на угол равный 2t/m, причем обмотки якорей соединены параллельно со смещением на тот же электрический угол.