用于三坐标测量设备的高精度直线电机传动系统的制作方法

本实用新型涉及直线电机技术领域，特别涉及用于三坐标测量设备的高精度直线电机传动系统。

背景技术：

在当前高速高精度的三坐标测量设备中，由于对机器的效率和精度要求越来越高，需要在保证精度的同时，大幅提高机器的运行速度。

传统的传动方式、如同步带、丝杠、摩擦杆、摩擦钢带等，容易受传动部件加工精度、安装精度等产生的外力影响，另外速度增加后也会产生较大的噪音和机台震动，影响机器精度。

直线电机结构简单，不需要把旋转运动变成直线运动的附加装置，因而使得系统本身的结构大为简化，重量和体积大大地下降，同时定位精度高，在需要直线运动的地方，直线电机可以实现直接传动，因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差，可以大大地提高整个系统的定位精度，但是因为其加速度高，速度快，当应用于三坐标测量设备中时很难做到及时刹停，容易损坏设备，影响测量精度，因此目前直线电机还未应用于三坐标测量设备中。

专利CN 207475359 U，公开了一种直线电机，包括底座、动子和霍尔传感器组件，所述底座上开设有条形滑槽；所述动子与所述条形滑槽滑动连接；所述霍尔传感器组件包括霍尔传感器和感应件，所述霍尔传感器设于所述底座上，所述感应件设于所述动子上，所述感应件随所述动子相对所述底座滑动而移动。本实用新型所提供的直线电机通过在底座上设置霍尔传感器，通过霍尔传感器反馈移动数据。

上述专利，制作成本低，定位精确，灵敏度高，但是，上述专利无法做到实时监控并调整直线电机的运行状态，因此无法直接应用于三坐标测量仪等高精度测量设备中。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种结构简单，制作成本低，可通过控制系统的实时监控调整运行状态，使测量设备高速度高精度运行的用于三坐标测量设备的高精度直线电机传动系统。

本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是：用于三坐标测量设备的高精度直线电机传动系统，包括直线电机，与直线电机电性连接的外部驱动器，与外部驱动器电性连接的控制系统，所述直线电机包括磁板，转子，霍尔感应器，固定座，所述磁板为固定在三坐标测量设备导轨上的U型槽，所述控制系统包括中央处理器，用于接收直线电机的位置信号及转速信号并传输给中央处理器的信号输入单元，用于将从中央处理器接收的信号输出给外部驱动器的信号输出单元，用于将直线电机转速的设定值输送给中央处理器的数据输入模块，与数据输入模块连接的用于输入设定值的控制软件，还包括将输入给中央处理器的设定值进行储存的储存单元。

进一步的，所述磁板的内部设置有转子，所述转子上安装有用于自动寻相的霍尔感应器，在转子的上端设置有用于负载三坐标测量设备移动部件的固定座，所述转子由外部驱动器驱动并在磁板中做往复运动，进而带动负载于固定座上的移动部件运动。

进一步的，所述转子与磁板间为无接触悬浮连接。

本实用新型用于三坐标测量设备的高精度直线电机传动系统的有益效果是：直线电机转子通过直线电机固定座与三坐标测量设备导轨连接，转子由外部驱动器驱动并在礠板中做往复运动带动，同时带动测量设备导轨负载运动，直线电机、外部驱动器及控制系统通过电性连接，直线电机的运动反馈给控制系统，控制系统再根据电机状态控制外部驱动器实时调整电机的运行状态，使测量设备高精度运行，由于直线电机传动转子与礠板间无接触，避免了传动部件在加工及装配过程中产生的误差，消除了传动过程中的传动部件对测量设备运行本身的干涉，最大程度减小传动运行过程中对机器结构产生的外力影响，设备各移动部件均在导轨上自由浮动，几乎无传统传动方式带来的阻力，因此可提供超高的运行速度，动子上安装霍尔感应器，实现自动寻相，利于测量设备测量精度的提高。本实用新型结构简单，制作成本低，同时可使用于三坐标测量仪等精密测量设备，通过控制系统的实时监控调整直线电机的运行状态，提高三坐标测量设备运行的速度及精度。

附图说明

图1为本实用新型的线路连接图；

图2为直线电机的主视结构图；

图3为直线电机的左视结构图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明；

如图1、2、3所示，用于三坐标测量设备的高精度直线电机传动系统，包括直线电机，与直线电机电性连接的外部驱动器，与外部驱动器电性连接的控制系统，所述直线电机包括磁板3，转子4，霍尔感应器5，固定座6，所述磁板3为固定在三坐标测量设备的导轨10上的U型槽，所述磁板3的内部设置有转子4，所述转子4上安装有用于自动寻相的霍尔感应器5，在转子4的上端设置有用于负载三坐标测量设备移动部件7的固定座6，所述转子4与磁板3无接触悬浮连接，并由外部驱动器驱动并在磁板3中做往复运动，进而带动负载于固定座6上的移动部件7运动， 所述控制系统包括中央处理器，用于接收直线电机的位置信号及转速信号并传输给中央处理器的信号输入单元，用于将从中央处理器接收的信号输出给外部驱动器的信号输出单元，用于将直线电机转速的设定值输送给中央处理器的数据输入模块，与数据输入模块连接的用于输入设定值的控制软件，还包括将输入给中央处理器的设定值进行储存的储存单元，其中转速的设定值为：当直线电机未到达测量位置时，转速的设定值为4000r/min；当直线电机到达测量位置时，转速的设定值为2000r/min。

三坐标测量设备运行过程中，当直线电机负载的用于测量的移动部件7距离待测量物体较远时，移动部件7需要尽快达到测量位置，直线电机可将位置信号和转速信号反馈给控制系统的信号输入单元，信号输入单元接收到的信号发送给中央处理器，中央处理器通过与储存在储存单元的转速设定值4000r/min进行比较后，中央处理器通过信号输出单元向外部驱动器发送控制指令，外部驱动器控制转子4加速运行，使直线电机转速达到4000r/min。

当直线电机负载的用于测量的移动部件7开始测量待测量物体时，用于测量的移动部件7需要缓慢平稳进行测量，此时直线电机将位置信号和转速信号反馈给控制系统的信号输入单元，信号输入单元接收到的信号发送给中央处理器，中央处理器通过与储存在储存单元的转速设定值2000r/min进行比较后，中央处理器通过信号输出单元向外部驱动器发送控制指令，外部驱动器控制转子4减速运行，使直线电机转速达到2000r/min。

上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本

技术实现要素：
的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。