[發明專利]線性馬達及其動子運動定位控制裝置

有效

• 申請號: 201710547587.1
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN108336885B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 池峰
• 申請（專利權）人: 上海果栗自動化科技有限公司
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03;H02K11/21
• 代理公司: 上海上谷知識產權代理有限公司 31342
• 代理人: 蔡繼清

本申請公開了一種線性馬達及其動子運動定位控制裝置。線性馬達包括定子和多個動子，其中動子設有永磁鐵陣列。定子包括依次銜接的直線定子模塊和弧形定子模塊。直線定子模塊和弧形定子模塊均設有線圈并安裝有編碼器陣列。每個動子上安裝有第一傳感元件和第二傳感元件，其中第一傳感元件和第二傳感元件布置成當動子在直線定子模塊上移動時，由第一傳感元件發出的第一信號被直線定子模塊上的編碼器陣列讀取，而當動子在弧形定子模塊上移動時，由第二傳感元件發出的第二信號被弧形定子模塊上的編碼器陣列讀取。本發明的動子能夠在不同的形狀的導軌上進行運動切換。

技術領域

本發明涉及運動控制定位裝置，具體涉及線性馬達的動子。

背景技術

隨著制造技術向高產率、高精密化方向發展，精密運動控制技術的研究變得越來越重要，相應地，運動定位控制系統需求量也越來越大，廣泛應用于自動化生產線、包裝與運輸、裝配自動化、絲網印刷等行業，提供具有更高速度和加工柔性。傳統驅動系統采用旋轉馬達驅動結構，傳遞系統中齒輪頭、軸、鍵、鏈輪齒、鏈條、皮帶等常用于傳統旋轉馬達傳動的部件非常的復雜笨重。線性馬達應用了一種運動磁場來直接驅動運動部件，降低了結構復雜性，還降低了成本和因減小慣量、柔順性、阻尼、摩擦和磨損而帶來的速度增加等優點。

運動控制系統的核心執行器部件——線性馬達，它在電磁推力的作用下，電機動子能夠帶動負載產生高速、大推力的驅動，多個線性馬達可以組合構建兩維或多維運動，采用線性馬達可以設計構造精密的線性傳輸設備、精密XY工作臺，結構簡單緊湊，機械尺寸小，響應速度快，精度高，而且由于動子和定子間無相對摩擦，因此不存在磨損，使用壽命很長。

傳統線性馬達的動子運動控制裝置中，采用光柵或磁柵測量，編碼器讀頭安裝于動子上跟隨動子一起運動，編碼器的測量的數據信息需要通過線纜連接到控制器，由此帶來干擾和可靠性問題。

另外，現有的運動控制系統中，當各動子在不同形狀的導軌上進行運動切換時，會存在不能連續運動問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種線性馬達，其動子能夠在直線定子模塊和弧形定子模塊組成的定子模塊上連續運動。

為實現上述目的，根據本發明的第一方面，提供了一種線性馬達的動子運動定位控制裝置，所述線性馬達包括定子和多個動子，其中所述動子設有永磁鐵陣列，所述定子包括依次銜接的直線定子模塊和弧形定子模塊，所述直線定子模塊和所述弧形定子模塊均設有線圈并安裝有編碼器陣列，以及每個所述動子上安裝有第一傳感元件和第二傳感元件，其中所述第一傳感元件和所述第二傳感元件布置成當所述動子在所述直線定子模塊上移動時，由所述第一傳感元件發出的第一信號被所述直線定子模塊上的編碼器陣列讀取，而當所述動子在所述弧形定子模塊上移動時，由所述第二傳感元件發出的第二信號被所述弧形定子模塊上的編碼器陣列讀取。

一實施例中，所述動子運動定位控制裝置進一步包括控制器，所述控制器與所述編碼器陣列電連接以獲取所述動子的位置信息，所述控制器還與所述定子電連接，以根據所獲取的所述動子的位置信息和給定的動子目標位置，使得所述定子的對應線圈激活通電并勵磁，從而對應線圈產生的勵磁磁場在所述永磁鐵陣列產生的永磁磁場中相互作用形成推力使得所述動子產生平移運動。

一實施例中，所述第一傳感元件和所述第二傳感元件在所述動子上的安裝位置布置成在所述動子的運動期間的任何時刻，所述定子上相鄰的兩個編碼器均能夠采集到所述第一傳感元件發出的第一信號或者所述第二傳感元件發出的第二信號。

一實施例中，每相鄰的兩個編碼器之間的距離小于所述動子的所述第一傳感元件和所述第二傳感元件的有效信號傳遞距離。