直线超声电机驱动精密二维定位平台系统

二维精密工作台设计

目录 第一节 《测控仪器课程设计》要求 (1) 第二节 国内外现状 (2) 第三节 方案设计 (5) 第四节 测量控制方法设计 (13) 第五节 未来展望与总结 (18) 参考文献 (20)

第一节 《测控仪器课程设计》要求 一课程设计目的： 测控仪器课程设计是一次比较完整的仪器设计，它是理论联系实际、培养初步设计能力的重要教学环节，完成课程设计的目的有一下几点： （1） 培养学生综合地考虑使用、经济、工艺、安全性等方面的设计要求，确定合理的设计方案。 （2） 测控仪器设计是综合光学，电学，机械学，控制等多门课程的一个系统工程，培养学生从全局出发，体会各个学科融合的一次实战演练。 （3） 培养学生仔细阅读本课程指导书和随时查阅有关教材。 （4） 通过分析比较吸取现有结构中的优点，并在此基础上发挥自己的创造性，而不是简单抄袭或没有根据在臆造； （5） 培养学生制图功底，训练学生通过计算参数，最后完成设计制图的能力，（6） 了解国内外的技术前沿，以及现有企业可以提供的各种封装产品技术参数。 二 课程设计技术要求 课题名称：基于CCD边缘检测的二维测量系统设计 要求：1. 二维精密工作台系统 X轴行程范围10mm，分辨率0.1um，精度要求0.5um； Y轴行程范围10mm，分辨率0.1um，精度要求0.5um； 2. CCD测量系统 边缘识别，精度要求1um； 三 设计说明书要求 1．根据设计任务要求，确定设计方案。 2. 详细讨论系统各部分的实现方法和原理。 3．按照技术指标要求计算相应的机械结构参数，有国家标准的零部件，过计算选取。 4．完成设计说明书一份，仪器工作原理图一张，总装配图一张（0号），零件图5张以上。 5．提交设计报告书。要求打印，并列出参考文献。设计说明书要求5000字。

第二篇 超声波电机驱动原理

第二章超声波电机的驱动原理 本章从压电陶瓷的特性出发，系统地叙述了超声波电机中压电陶瓷的压电效应和逆压电效应，并对其相关的参数进行了系统的讨论。本章还将几何分析法和弹性动力分析法相结合，分析了定子表面质点的椭圆运动的形成，论述了行波型超声波电机的运行机理，为行波型超声波电机的建模、设计制作、实验研究以及驱动电源和控制系统的研究提供必要的理论指导。 2.1 压电效应与压电陶瓷[21-25] 压电陶瓷作为超声波电机能量转换的媒介，它起着为超声波电机提供驱动力的重要作用，如同人体的心脏一样。因此，研究超声波电机就必须对压电材料特性有深入的认识和了解，才能掌握超声波电机的运行机理并能正确地选择和使用压电材料。在研究超声波电机的驱动机理前，首先从压电陶瓷与普通陶瓷的最重要的区别——压电效应开始。 2.1.1 压电效应 压电效应（Piezoelectric Effect）早在1880年，法国的两位科学家——居里（Curie）兄弟，在研究石英晶体的物理性质时，发现了一种特殊的现象，这就是若按某种方位从石英晶体上切割下一片薄晶片，在其表面上敷上电极，当沿着晶片的某些方向施加作用力而使晶片产生变形后，会在两个电极表面上出现等量的正、负电荷。电荷的面密度与施加的作用力的大小成正比；作用力撤销后，电荷也就消失了。这种由于机械力的作用而使晶体表面出现电荷的现象，称为正压电效应，如图2-1所示。后来人们又在其它一些晶体上进行了类似的实验，发现有许多晶体都具有这种现象。这些具有压电效应的晶体统称为压电晶体。发现正压电效应的第二年，也就是1881年，由李普曼在理论上预言，由居里兄弟在实验上证实了另一种物理现象：将压电晶体置于外电场中，由于电场的作用，会使 图2-1 正压电效应示意图图2-2 逆压电效应示意图 （实线代表变形前的情况，虚线代表变形后的情况）

直线电机的应用

直线电机的应用 直线电机凭借高速度、高加速、高精度及行程不受限制等特性在物流系统、工业加工与装配、信息及自动化系统、交通与民用以及军事等领域发挥着十分重要的作用。 直线电机主要应用场合：一是应用于自动控制系统，这类应用场合比较多；其次是作为长期连续运行的驱动电机；三是应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。 直线电机可以在几秒钟内把一架几千公斤重的直升飞机拉到每 小时几百公里的速度，它在真空中运行时，其时速可达几千上万公里。在军事上，人们利用它制成各种电磁炮，并试图将它用于导弹、火箭的发射；在工业领域，直线电机被用于生产输送线，以及各种横向或垂直运动的一些机械设备中；直线电机除具有高速、大推力的特点以外还具有低速、精细的另一特点，例如，步进直线电机，它可以做到步距为1μm的精度，因此，直线电机又被应用到许多精密的仪器设备中，例如计算机的磁头驱动装置、照相机的快门、自动绘图仪、医疗仪器、航天航空仪器、各种自动化仪器设备等。除此之外，直线电机还被用于各种各样的民用装置中，如电动门、电动窗、电动桌、椅的移动，门锁、电动窗帘的开、闭等等，尤其在交通运输业中，人们利用直线电机制成了时速达500km以上的磁浮列车。

直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形，它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开，然后拉平演变而成。近年来，随着自动控制技术和微型计算机的高速发展，对各类自动控制系统的定位精度提出了更高的要求，在这种情况下，传统的旋转电机再加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置，已经远不能满足现代控制系统的要求，为此，近年来世界许多国家都在研究、发展和应用直线电机，使得直线电机技术发展速度加快，应用领域越来越广。 直线电机的优点是：结构简单、反应速度快、灵敏度高、随动性好、密封性好、不怕污染、适应性强(由于直线电机本身结构简单，又可做到无接触运行，因此容易密封，各部件用尼龙浸渍后，采用环氧树脂加以涂封，这样它就不怕风吹雨打，或有毒气体和化学药品的侵蚀，在核辐射和液体物质中也能应用)、工作稳定可靠、寿命长(直线电机是一种直接传动的特种电机，可实现无接触传递，故障少，几乎不需要维修，又不怕振动和冲击)、额定值高(直线电机冷却条件好，特别是长次级接近常温状态，因此线负荷和电流密度可以取得很高)、有精密定位和自锁的能力(和控制系统相配合，可做到0.001mm的位移精度和自锁能力)。 直线电机能直接产生直线运动，这一点对直线运动机械设计者和使用者有很大的吸引力。不少直线运动的机械是由旋转电机传动的，必须配置由旋转运动变为直线运动的机械传动装置，使得整个装置机构庞大，成本较高和效率较低。采用直线感应电机，不但省去了机械

精密气浮直线电机结构动力学建模与分析

第30卷　第5期 2008年5月 武　汉　理　工　大　学　学　报 JOURNA L OF WUHAN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG Y Vol.30　No.5 　May.2008 精密气浮直线电机结构动力学建模与分析 陈学东1,2,谢德东1,何学明1,姜　伟1,张玲莉3 (1.华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室,武汉430074;2.郑州轻工业学院,郑州450002; 3.天津城建学院高职学院,天津300381) 摘　要:　高分辨率步进扫描投影光刻机中掩模台长行程直线电机采用气浮轴承支撑实现亚微米级定位的高速高精运动。考虑精密气浮直线电机结构中气固耦合对直线电机运动精度可能产生的影响,用拉格朗日方法建立了精密直线电机12个自由度的动力学模型。仿真计算结果和模态试验结果的主要模态偏差均小于5%,且识别出该系统中气浮轴承在平衡位置附近的线性化刚度。仿真计算和模态试验相结合建立的高精密直线电机动力学模型是正确有效的。关键词:　精密直线电机;　气固耦合;　动力学模型;　仿真;　模态试验中图分类号:　TM 302 文献标识码:　A 文章编号:167124431(2008)0520117205 Structure Dynamic Modeling and Analysis of Precision Linear Motor with Air 2bearings CH EN X ue 2dong 1,2,X I E De 2dong 1,H E X ue 2m i ng 1,J IA N G Wei 1,ZHA N G L i ng 2li 3 (1.State K ey Laboratory of Digital Manufacturing Equipment &Technology ,Huazhong University of Science and Technology ,Wuhan 430074,China ;2.Zhengzhou University of Light Industry ,Zhengzhou 450002,China ; 3.Tianjin Institute of Urban Construction ,Tianjin 300381,China ) Abstract :　The long stroke linear motor of reticle stage in high 2resolution step &scan projection 2lithography machine utilizes the air 2bearings to achieve high 2speed and high 2precision motion with submicron positioning accuracy.With respect to the effect of the characteristic of gas 2solid couple on motion accuracy of the linear motor ,this paper establishes a 122DOF dynamic model with of the precision linear motor by Lagrange Equations.The main mode deviation between the simulation results and modal experiment results is 5%below.The linear stiffness of the air 2bearing is also identified at the equilibrium position.The estab 2lished dynamic model of the high precision linear motor is accurate and applicable to the real structure experimental results.K ey w ords :　 precision linear motor ;　gas 2solid coupling ;　dynamic model ;　simulation ;　modal experiments 收稿日期:2008201210. 基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(973计划)(2003CB716206);国家自然科学基金项目(50605025)和湖北省杰出人才创新基金项目. 作者简介:陈学东(19632),男,教授.E 2mail :chenxd @https://www.wendangku.net/doc/058445177.html, 亚微米甚至纳米级定位精度的高性能精密定位工作台广泛应用于半导体光刻、微型机械、超精密加工等 领域。上述超精密定位工作台的驱动部件大多和工作台做成一个整体进行直接驱动,按实现方式可分为直线电机式、电磁式、压电式以及摩擦驱动式工作台[124]。其中采用气浮支承的直线电机式工作台可同时实现高速大行程运动和超精密定位,在超精密加工领域有着重要的应用。如ASML 公司推出的采用精密直线电机粗动和平面电机微动的气浮定位平台———PAS5500/1100步进扫描平台,最大行程超过300mm ,速度高达1m/s ,定位精度达10nm 。而国内研究精密定位工作台的单位如中国科学院光电技术研究所、上海光机所等[5],虽然也采用气浮工作台,但其行程小,速度和定位精度较低,明显落后于国外的研究水平。 采用气浮支承的直线电机,其动子通过气浮轴承浮于定子上实现大范围运动,其开环定位精度一般可达

高精度纳米定位平台

具有极其准确的导向的高动态稳定型压电陶瓷扫描器 应用领域 ? 扫描显微镜 ? 测量技术 ? 测试程序和质量保证 ? 光子 ? 光纤定位 PICMA 压电陶瓷促动器带来超长使用寿命 专利的PICMA 压电陶瓷促动器为全瓷绝缘。这可以防潮，避免漏电流增大造成故障。PICMA 促动器的使用寿命比传统的聚合物绝缘促动器长达十倍。它们被证明可实现无故障运行1000亿个循环。 带电容式传感器，实现亚纳米分辨率 电容式传感器以亚纳米分辨率进行测量，且无接触。它们可确保优异的运动线性、长期稳定性和千赫兹范围的带宽。 零间隙柔性铰链导向带来高导向精度 柔性铰链导向无需维护、无摩擦、无磨损，无需润滑。它们的刚性可实现高负载能力，且它们对冲击和振动不敏感。它们百分百真空兼容，可在很广的温度范围内工作。 自动配置和快速部件更换 机械部件和控制器可按需组合、快速更换。所有伺服和线性化参数均存储在机械部件的Sub-D 连接器的ID 芯片中。每当控制器启动时，数字控制器的自动校准功能就会使用这些数据。 直接位置测量带来最大精度 运动直接在运动平台上测量，完全不受驱动或导向元件的影响。这样可以实现最佳的重复精度、优异的稳定性和刚性、快速响应控制。 P-752 高精度纳米定位平台 ? 分辨率0.1纳米 ? 快速响应 ? 行程达35微米 ? 电容式传感器带来最高线性度 ? 无摩擦柔性铰链导向可实现极高的运动 精度 ? PICMA 压电陶瓷促动器带来超长使用寿 命

规格 因为PI压电陶瓷纳米定位系统无摩擦，所以系统分辨率仅受放大器噪声和测量技术的限制。所有规格参数基于室温（22°C±3°C）。 询问定制版本。

二维精密工作台设计

精密机械与仪器设计 课程设计说明书 二维数控精密工作台 设计题目：二维数控工作台精密工作台 班级：测控08-3班 姓名：徐斌 指导教师：闫勇刚

摘要 数控机床是一种高度自动化的机床，随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高，改型频繁。机械加工中，多品种、小批量加工约占80%。这样，对机床不仅要求具有高的精度和生产效率，而且还要具备“柔性”，即灵活通用，能迅速适应加工零件的变更。数控机床较好地解决了形状复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，具有适应性强、加工精度高、工质量稳定和生产效率高等优点，是一种灵活而高效的自动化机床。二维数控精密工作台采用滚珠丝杠和直线导轨副传动,具有精度高,效率高,寿命长,磨损小,节能降耗,结构紧凑,通用性较强.工作台材料一般为HT400,也可以根据用户要求,设计加工,铝合金,钢板,大理石均可以加工；数控工作台系列产品可以配置步进电机或伺服电机.数控精密工作台可广泛应用于激光焊接机,激光切割机,插线机,打孔机,涂胶机,机械手,搬运或运输生产线上,检测装置,射线探伤分析,应力分析等数控机床和实验设备上。随着电子、自动化、计算机和精密测试等技术的发展，数控机床在机械制造业中的地位将更加重要，二维数控工作台是设备实现高精密加工的核心部件，对于提高产品的加工质量起着尤为重要作用。 关键字：数控工作台步进电机控制滚珠导轨丝杠

目录 绪论 (4) 课程设计的设计要求 (4) 本课题设计的背景 (5) 本课题设计内容 (5) 1.1. 本课题设计的目的和意义 (5) 1.2. 总体方案 (6) 机械系统设计 (8) 2.1工作台外形尺寸及重量估算 (8) 滚动导轨的参数确定 (9) 滚珠丝杠的设计计算 (12) 步进电机的选用 (17) 联轴器的选用 (21) 步进电机惯性负载的计算 (22) 二维数控精密工作台的误差来源与分析 (26) 丝杠误差分析与补偿： (26) 结论 (27) 致谢 (29) 参考文献： (30)

超声电机驱动电路的设计

超声电机驱动电路的设计 学生：余小强 指导老师：权循忠 淮南师范学院电气信息工程学院 摘要：本文阐述了超声波电机的发展，应用前景，驱动原理及其对驱动电源的要求，在此基础上设计了一种驱动电源。该电路使用直接数字频率全成器（DDS）作为信号源，通过高压运放将信号放大到峰-峰值为250V，用于驱动超声电机。针对该电源的所有组成单元，进行了详细的电路设计。文章最后给出了该电源的仿真结果及安装调试结果，并指出了对该方案进一步进行改进的措施。 关键字：超声电机;驱动电源;占空比 The design of LED display screen Student:Xiang Meili Teacher: HanFang Electric Information Engineering College of Huainan Normal University Abstract: Using chip EPF10K30ETC144-3 of the FLEX10KE series of ALTERA to encode hamming code and design decoding circuit, the thesis discusses the way to design and the procedures of design in detail. The design of the circuit adopts the way of EDA technique from the top to the bottom and the method of text input to programming. After accomplished, the circuit integratedly simulates through the software MAX+plusП. By simulation and debugging, the circuit will meet the requirements of functionality and timing. Key words:AT89C51;LED dot matrix display;Serial to parallel converter;Latch;Drive circuit 绪论 随着计算机的飞速发展，电子技术也获得了快速的前进，在电子技术前进的同时也推动了其他有关科学领域的发展。现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，也真正的

精密定位平台 十字滑台 电动滑台

材质：铝合金是否库存：是 型号：CUE14 规格：可加工定制 是否标准件：是适用范围：服务领域涉及机械制造业、工厂自动化、航空/航天、电力、冶金、石化、医疗等领域 品牌：CUBIC 工作台类型：滑台 样品或现货：现货外形尺寸：底座宽度150（mm） 是否批发：是 型号表示 例如：CU1503-A-420R E:标准型手动滑台D:左右对开型手动滑台P:带位置显示器型手动滑台H:负载型手动滑台 （1）CU150：带刻度板指示尺手动组件框架； （2）3：梯形牙丝杆直径20导程分为3、4、5； （3）A：塑胶手轮；B：可折叠塑胶手轮；C：铝合金手轮； （5）420：框架两侧LM导轨框架长度。 （6）R：丝杆为顺转；L：丝杆为反转。 产品简介 CUBIC的CU系列手动式工作滑台材质采用A6063S-T5铝合金本色阳极氧化处理；可根据客户的行业来选配：塑胶手轮、折叠型手轮和铝合金手轮；工作滑台可通过手轮加装角度尺、位置显示器、转数计数器或重力指示器；CUBIC的手动式工作滑台通过手轮和单头、多头或左右对开的梯形牙丝杆传动。滑台与底座框架可搭配指示尺和指示板来來检测工件精度 产品特点 CUBIC的CUE标准型手动式检测平台可根据客户的行业来选配：塑胶手轮、折叠型手轮和铝合金喇叭型手轮；工作滑台可通过手轮加装角度尺、滑台与底座框架可搭配指示尺和指示板来來检测工件精度。 CUBIC的CU系列手动组件价格低、交期短、定位准、精度高、重负载、易安装等特点深受广大用户的好评。CUBIC的CU系列手动工作台梯形丝杆可以选用爱克姆无油螺母。爱克姆无油螺母与普通螺母相比可减少润

滑油脂的涂抹数量和次数。无油螺母是通过将固体润滑剂镶嵌在螺母适当的位置上而制成的。工作环境可以无油使用，在低速运行的用途中可发挥高的性能。 应用领域 工装夹取。移载、定位，自动化工作站，半导体设备、TFT-LCD液晶面板设备，太阳能设备，LED线上设备，机械内部XYZ轴工作平台、点胶、锁螺丝、视觉检测、量测设备等，高速高精度场所。 规格尺寸

直线电机的结构及工作原理

直线电机的结构及工作原理 来源：本站整理作者：佚名2010年02月25日 17:43 分享 订阅 [导读]直线电机的结构直线电机的结构可以看作是将一台旋转电机沿径向剖开，并将电机的圆周展开成直线而形成的。其中定子相 关键词：直线电机 直线电机的结构 直线电机的结构可以看作是将一台旋转电机沿径向剖开，并将电机的圆周展开成直线而形成的。其中定子相当于直线电机的初级，转子相当于直线电机的次级，当初级通入电流后，在初次级之间的气隙中产生行波磁场，在行波磁场与次级永磁体的作用下产生驱动力，从而实现运动部件的直线运动。 直线电机的工作原理 设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这就成了一台直线感应图电动机。 初级做得很长，延伸到运动所需要达到的位置，也可以把次级做得很长；既可以初级固定、次级移动，也可以次级固定、初级移动． 通入交流电后在定子中产生的磁通，根据楞次定律，在动体的金属板上感应出涡流。设引起涡流的感应电压为E，金属板上有电感L和电阻R，涡流电流和磁通密度将按费来明法则产生连续的推力F。 直线电机的特点 高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的如丝杠等机械传动件，使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。 位精度高线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构引起的传动误差减少了插补时因传动系统滞后带来跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时提高了其传动刚度。 速度快、加减速过程短 行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机，就可以无限延长其行程长度。 动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触），其运动时噪音将大大降低。 效率高由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗。 直线电机的应用 直线电机主要应用于三个方面： 应用于自动控制系统，这类应用场合比较多； 作为长期连续运行的驱动电机； 应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。 U槽无刷直线电机可以直接驱动，无需将转动转为线性运动，机械结构简单可靠。电机运行超平稳，无齿槽效应，动态响应速度极快，惯量小，加速度可达20G，速度达到10-30m/s，低速1μm/s时运动平滑，刚性高，结构紧凑，可选配直线编码器做高精度位置控制，其位置精度取决于所选编码器。

高性能超声电机软件驱动及控制电路研制

高性能超声电机软件驱动及控制电路研制 摘要：说明了一种高性能超声电机软件驱动及控制电路。该电路运用直接数字频率全成器dds作为信号源，通过高压运放将信号放大到峰-峰值为250v，应用软件驱动超声电机；借助温度传感器收集电机温度变化，采用计算机实时监控超声电机启动。 关键词：超声电机直接数字频率合成器dd 温度传感器高压运放 超声电机是一种压电陶瓷逆压电反应新品电机。及普通电磁电机相比，超声电机能直接输出低转速大力矩，且瞬态响应快可达ms量级，定位精度高可达nm量级，非常适合取代传统伺服电机及步进电机。目前超声电机已广泛使用于照相机及摄像机自动调焦系统，而且在精密仪器对及航空航天领域也有许多使用。 尽管超声电机具有很多优点，但由于超声电机对于软件驱动信号有着较高条件，所对目前国内外研发超声电机软件驱动及控制电路普遍存在电路体积大，控制性能单一等难题。大多数超声电机控制特征研究成果还是及超声电机配套一般软件驱动电路，难对采用计算机方便地进行超声电机控制特征研究成果。针对上述难题，使用目前市面上流行 ddsicad9850与高压运放pa08研发出了一种高性能超声电机软件驱动及控制电路。该电路能通过串行接口用教育处机实施控制与参量收集，并且信号频率及相位控制精度高；能在温度传感器控制下解决方案信号频率自动调节，同时电路中还预留了4路模拟，数字通用传感器接口。 1 超声电机软件驱动及控制电路工作原理知识 由超声电机工作机理[1]可知，大部分超声电机启动需关联驱控制电路供应两路频率相同，相位差为90度或可调，频率为20khz～100khz，输出信号峰-峰值为100～350v，功率为0.1～10w交变信号。此外，由于超声电机最佳工作频率是由系统机械共振频率决定，而对压电器件为主振动系统共振频率会随着外界型号参数如温度，预压力等改变发生变化，因此一款好超声电机软件驱动及控制电路必须能够很好地对系统共振频率变化实施跟踪，从而确保电机稳定启动。 2 电路基本构成与原理知识 超声电机软件驱动及控制电路主要由对下5个部分结合：dds信号发生单元，信号隔离单元，信号功率放大单元，温度传感器单元，单片机主控与接口控制单元参见图1。 主控单片机dds信号发生单元产生两路独立正弦信号，两路信号间相位差能在0～360度范围内任意调节；两路信号分别经rc低通滤波与三极管射极跟随送到高速光耦，然后经由高压运放放大到250v,应用软件驱动超声电机；超声电机工作一段时间后温度会发生变化，

直线电机缺点

直线电机的缺点 以下专业资料由精密丝杆供应商:雷研精密传动设备有限公司提供。 很多机械制造行业的技术人员想迫切了解直线电机能否完全替代滚珠丝杠，就目前来说，只能说是一个很好的发展方向，但尚有很多技术不是很成熟，直线电机的缺点，主要有以下方面： (1)伺服控制难度大直线电机传动的控制只能是全闭环控制。这样，工作台的负荷(工件重盆、切削力等)及其变化，对一个稳定系统来说就是外界干扰，若自动调节不好会使系统失稳而展荡。而回转电机传动可采用半闭环隔离这些干扰。即使采用全闭环，由于存在着滚珠丝杆等这些弹性中间环节，它们既有刚性差而使加速度上不去的负面影响，又有吸收和抑制干扰的正面作用，而使伺服控制难度减小。此外，由于是在高速、高精度下工作，还要求反馈用位置检测元件具备调速数据采集和响应能力和较高的分辨率。 (2)应用于垂直行程部件时，由于存在着重力加速度，故要求采取复杂的平衡措施，否则会造成电机过热。由于是在高速、高精度下工作，要求快速响应，往往不是简单加平衡重锤所能解决的，而需在电机和伺服驱动电路上采取措施。断电时的自锁措施也比回转电机传动复杂。回转电机传动一般可在联轴节处装简单的超越离合器来解决自锁问题。 (3) 往往要采取冷却措施凡是电机都要发热的。回转电机一般安装在机床的周边位置,有较好的散热条件, 远离构件, 难以造成构件的热变形, 因而一般不采取冷却措施。而直线电机因安装在机床腹部，根据具体情况, 有时须采取风冷(自然风或压缩空气)或循环水冷的措施。这时, 气管或水管还必须随工作台一起作高速运动。 (4) 装配和防护难度加大回转电机的磁场是闭式的, 而直线电机的是开式的。特别是同步式, 定件上要安装一排或多排强磁的永久磁钢, 而床身等构件和装配用工具又都是磁性材料, 动不动就会被吸住,尘埃中的磁性物质, 钢铁等切屑都难抗拒强磁的吸力, 一旦尘屑堵 住了不大的气隙, 电机就不能工作. 1直线电机工作原理 直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。 由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用，以直线感应电动机为例：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动；反之，则初级做直线运动。直线电机的驱动控制技术一个直线电机应用系统不仅要有性能良好的直线电机，还必须具有能在安全可靠的条件

直线电机的结构及原理3

直线电机的结构 直线电机的结构可以看作是将一台旋转电机沿径向剖开，并将电机的圆周展开成直线而形成的。其中定子相当于直线电机的初级，转子相当于直线电机的次级，当初级通入电流后，在初次级之间的气隙中产生行波磁场，在行波磁场与次级永磁体的作用下产生驱动力，从而实现运动部件的直线运动。 直线电机的工作原理 设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这就成了一台直线感应图电动机。 初级做得很长，延伸到运动所需要达到的位置，也可以把次级做得很长；既可以初级固定、次级移动，也可以次级固定、初级移动． 通入交流电后在定子中产生的磁通，根据楞次定律，在动体的金属板上感应出涡流。设引起涡流的感应电压为E，金属板上有电感L和电阻R，涡流电流和磁通密度将按费来明法则产生连续的推力F。 直线电机的特点 高速响应由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的如丝杠等机械传动件，使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。 位精度高线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构引起的传动误差减少了插补时因传动系统滞后带来跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。

传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时提高了其传动刚度。 速度快、加减速过程短 行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机，就可以无限延长其行程长度。 动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触），其运动时噪音将大大降低。 效率高由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗。 直线电机的应用 直线电机主要应用于三个方面： 应用于自动控制系统，这类应用场合比较多； 作为长期连续运行的驱动电机； 应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。 U槽无刷直线电机可以直接驱动，无需将转动转为线性运动，机械结构简单可靠。电机运行超平稳，无齿槽效应，动态响应速度极快，惯量小，加速度可达20G，速度达到10-30m/s，低速1μm/s时运动平滑，刚性高，结构紧凑，可选配直线编码器做高精度位置控制，其位置精度取决于所选编码器。 定子轨道可以按需要连接，因而理论上电机长度不限。电机动子与定子不接触运动，没有采用普通丝杆滚珠和皮带等传动的磨损、卡死、背隙问题，因此我们的直线电机可以达到免维护长期工作。我们的U型槽式直线电机分为铁芯和无铁芯两类，铁芯类直线电机单位体积出力更大，非铁芯直线电机无磁滞和涡流效应，运动更加平滑高速，磁损耗少，发热小。 此类直线电机特别适用于：机器人、致动器、直线平台、光学光纤排列定位、精密机床、半导体制造、视觉系统、电子元件接插、工厂自动化等对运动系统的速度和精度同时要求较高的应用场合。 b