一种可拼接动磁式直线电机系统及其驱动方法技术方案

本发明专利技术公开了一种可拼接动磁式直线电机系统及其驱动方法，涉及直线电机领域，其技术方案要点是：一种可拼接动磁式直线电机系统，包括定子模组和动子单体，动子单体至少设置为一个，定子模组由若干个定子单体拼接而成，定子单体为直线型定子单体、弧线型定子单体和接驳型定子单体中的至少一种，还包括控制器、集成设置在每个定子单体内的定子驱动器和设置在定子单体上用于检测动子单体位置信息的位置反馈单元；一种可拼接动磁式直线电机系统的驱动方法，包括如下步骤：确定电机拼接方式、电机组装、电机配置、电机自检、电机试运行、电机运行。本发明专利技术实现了动磁式直线电机的自由拼接，并对拼接好的直线电机上的每一个动子单体进行自由控制。进行自由控制。进行自由控制。

【技术实现步骤摘要】
一种可拼接动磁式直线电机系统及其驱动方法


[0001]本专利技术涉及直线电机领域，更具体地说，它涉及一种可拼接动磁式直线电机系统及其驱动方法。

技术介绍

[0002]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。直线电机也称线性电机、线性马达、直线马达、推杆马达。
[0003]然而现有的直线电机大多只能进行单一的直线运动，当需要进行曲线运动、接驳运动、远距离传输运动时，需要对直线电机进行整体物理结构和控制系统的重新设计，增加了设计使用成本，且设计周期较长，无法满足当下高效率的生产需求。
[0004]因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种可拼接动磁式直线电机系统及其驱动方法，实现了动磁式直线电机的自由拼接，并对拼接好的直线电机上的每一个动子单体进行自由控制。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种可拼接动磁式直线电机系统，包括定子模组和动子单体，所述动子单体至少设置为一个，所述定子模组由若干个定子单体拼接而成，所述定子单体为直线型定子单体、弧线型定子单体和接驳型定子单体中的至少一种，所述定子单体包括定子本体、固定在定子本体上的导轨以及设置在定子本体内的电磁线圈，所述电磁线圈用于对动子单体提供电磁推动力，所述动子单体包括可与电磁线圈形成相互作用力的磁板，其中，所述动子单体至少能够借助一个定子单体的激活沿运动方向移动，还包括控制器、集成设置在每个定子单体内的定子驱动器和设置在定子单体上用于检测动子单体位置信息的位置反馈单元，所述控制器和位置反馈单元分别与定子驱动器的输入端电性连接，所述定子驱动器的输出端与电磁线圈电性连接。
[0007]在其中一个实施例中，每两个所述定子单体之间设置有用于将二者连接固定的连接件。
[0008]在其中一个实施例中，所述定子驱动器包括：
[0009]驱动处理模块，用于控制电磁线圈发出电磁推动力；
[0010]RJ45IN口，用于与控制器连接通信；
[0011]RJ45OUT口，用于与下一个定子驱动器的RJ45IN口连接通信，以将控制器的控制信号传递给所述下一个定子驱动器；
[0012]控制电源模块，用于向驱动处理模块输入控制电源，所述控制电源模块包括控制电源IN口和控制电源OUT口；以及
[0013]功率电源模块，用于对电磁线圈提供工作电源，所述功率电源模块包括功率电源
IN口、功率电源OUT口和多个逆变口，所述电磁线圈包括多个接线端子，多个所述接线端子分别与与多个逆变口连接；
[0014]其中，所述位置反馈单元通过RS485接口与驱动处理模块通信连接。
[0015]在其中一个实施例中，所述控制器包括主控处理器、分别与主控处理器电性连接的控制接入口和控制接出口，所述控制接出口通过通信线与任意一个定子驱动器的RJ45IN口连接，所述控制接入口可接入用户上位机或配置上位机。
[0016]在其中一个实施例中，所述位置反馈单元包括第一反馈单元和第二反馈单元，所述第一反馈单元和第二反馈单元并列分部在定子单体的侧壁上，且第一反馈单元和第二反馈单元之间的间距大于动子单体的一倍磁极距并小于动子单体的磁板的长度，所述第一反馈单元和第二反馈单元均包括磁阻式传感器、运算放大器、数模转换器、信号处理单元和RS485通讯单元。
[0017]在其中一个实施例中，一种可拼接动磁式直线电机系统的驱动方法，包括如下步骤：
[0018]S1、确定电机拼接方式：根据实际生产车间生产线的情况规划并确定直线电机的拼接方式，确定所需定子单体和动子单体的数量；
[0019]S2、电机组装：根据确定好的拼接方式，将若干定子单体拼接在生产线工位上，使得各定子单体上的导轨连接形成导轨线，接着将连接件固定在每相邻的两个定子单体之间，最后将动子单体安装在导轨线上，并使其可在导轨线上滑动；
[0020]S3、电机配置：根据使用需求，在控制器的控制接入口通过控制线与配置上位机连接，并通过配置上位机及电机配置软件将定子单体和动子单体的数量、组合方式、连接顺序和运动参数发送至控制器，控制器获取配置软件的配置信息规划各个动子单体的运动曲线；
[0021]S4、电机自检：电机完成配置后，通过配置上位机向控制器输入自检指令，以对电机的各项配置参数进行自检，自检正常进入一下步骤，自检异常则重复步骤S3；
[0022]S5、电机试运行：完成步骤S4后进行电机的试运行；
[0023]S6、电机运行：电机试运行正常后，在控制器的控制接入口接入用户上位机，用户上位机发送用户指令给控制器，控制器按照指令控制电机运行。
[0024]在其中一个实施例中，步骤S3中的电机配置还包括如下配置：
[0025]S31、控制器配置：将电机的伺服ID、坐标系和类型与控制器绑定；
[0026]S32、工站示教与配置：将电机所在工站的工站ID、工站位置、误差补偿与控制器绑定，控制器并对其进行示教；
[0027]S33、动子单体属性配置：将动子ID与控制器绑定，控制器对动子单体的长度、设置在动子单体上的载具长度以及最小安全距离进行配置。
[0028]在其中一个实施例中，步骤S3中所述的运动参数包括最大运行速度、最大运行加速度和最大运行距离。
[0029]在其中一个实施例中，步骤S5和步骤S6中的电机试运行和电机运行的运行方式均是通过位置反馈单元检测电机动子单体的位置并进行位置信息处理及分配实现的，其中电机动子单体的位置检测方法包括如下步骤：
[0030]A、动子单体依次经过第一反馈单元和第二反馈单元，产生变化的磁场信号，并将
动子单体经过第一反馈单元时的第一位置、经过第二反馈单元时的第二位置合成一个绝对值位置，该绝对值位置包括如下情况：
[0031]A1、当第一位置和第二位置均测出有效位置时，当前位置等于第二位置和第二位置偏移量的总和；
[0032]A2、当第一位置无位置反馈，第二位置有位置反馈时，当前位置等于第二位置和第二位置偏移量的总和；
[0033]A3、当第一位置有反馈，第二位置无反馈时，当前位置等于第一位置和第一位置偏移量的总和；
[0034]B、磁阻式传感器采集步骤A中得到的磁场信号，并将该磁场信号转变成相位差为90
°
的正余弦电压信号；
[0035]C、步骤B中的正余弦电压信号经运算放大器放大后发送给信号处理单元，信号处理单元采集放大后的信号并对其进行滤波和位置计算；
[0036]D、步骤C中得到的信号通过RS485通讯单元发送给定子驱动器。
[0037]在其中一个实施例中，步骤A中所述的第一位置偏移量和第二位置偏移量通过如下步骤得出：
[0038]E、对各个动子单体滑动时产生并滤波后的信号进行均值计算后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可拼接动磁式直线电机系统，包括定子模组和动子单体，所述动子单体至少设置为一个，其特征在于：所述定子模组由若干个定子单体拼接而成，所述定子单体为直线型定子单体、弧线型定子单体和接驳型定子单体中的至少一种，所述定子单体包括定子本体、固定在定子本体上的导轨以及设置在定子本体内的电磁线圈，所述电磁线圈用于对动子单体提供电磁推动力，所述动子单体包括可与电磁线圈形成相互作用力的磁板，其中，所述动子单体至少能够借助一个定子单体的激活沿运动方向移动，还包括控制器、集成设置在每个定子单体内的定子驱动器和设置在定子单体上用于检测动子单体位置信息的位置反馈单元，所述控制器和位置反馈单元分别与定子驱动器的输入端电性连接，所述定子驱动器的输出端与电磁线圈电性连接。2.根据权利要求1所述的可拼接动磁式直线电机系统，其特征在于：每两个所述定子单体之间设置有用于将二者连接固定的连接件。3.根据权利要求3所述的可拼接动磁式直线电机系统，其特征在于：所述定子驱动器包括：驱动处理模块，用于控制电磁线圈发出电磁推动力；RJ45IN口，用于与控制器连接通信；RJ45OUT口，用于与下一个定子驱动器的RJ45IN口连接通信，以将控制器的控制信号传递给所述下一个定子驱动器；控制电源模块，用于向驱动处理模块输入控制电源，所述控制电源模块包括控制电源IN口和控制电源OUT口；以及功率电源模块，用于对电磁线圈提供工作电源，所述功率电源模块包括功率电源IN口、功率电源OUT口和多个逆变口，所述电磁线圈包括多个接线端子，多个所述接线端子分别与与多个逆变口连接；其中，所述位置反馈单元通过RS485接口与驱动处理模块通信连接。4.根据权利要求3所述的可拼接动磁式直线电机系统，其特征在于：所述控制器包括主控处理器、分别与主控处理器电性连接的控制接入口和控制接出口，所述控制接出口通过通信线与任意一个定子驱动器的RJ45IN口连接，所述控制接入口可接入用户上位机或配置上位机。5.根据权利要求1所述的可拼接动磁式直线电机系统，其特征在于：所述位置反馈单元包括第一反馈单元和第二反馈单元，所述第一反馈单元和第二反馈单元并列分部在定子单体的侧壁上，且第一反馈单元和第二反馈单元之间的间距大于动子单体的一倍磁极距并小于动子单体的磁板的长度，所述第一反馈单元和第二反馈单元均包括磁阻式传感器、运算放大器、数模转换器、信号处理单元和RS485通讯单元。6.一种如权利要求1
‑
5任意一项所述的可拼接动磁式直线电机系统的驱动方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、确定电机拼接方式：根据实际生产车间生产线的情况规划并确定直线电机的拼接方式，确定所需定子单体和动子单体的数量；S2、电机组装：根据确定好的拼接方式，将若干定子单体拼接在生产线工位上，使得各定子单体上的导轨连接形成导轨线，接着将连接件固定在每相邻的两个定子单体之间，最后将动子单体安装在导轨线上，并使其可在导轨线上滑动；
S3、电机配置：根据使用需求，在控制器的控制接入口通过控制线与配置上位机连接，并通过配置上位机及电机配置软件将定子单体和动子单体的数量、组合方式、连接顺序和运动参数发送至控制器，控制器获取配置软件的配...

【专利技术属性】
技术研发人员：茅爱峰，
申请(专利权)人：昆山纳博旺精工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：