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数控珩磨机床中直线电机的安全保护装置研究

文档作者：龚俊蔺卡宾宁会峰张仲玺文档来源： 1．兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室 2．兰州理工大学机电工程学院			点击数：
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机械设计与制造
Machinery Design &amp;amp; Manufacture
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数控珩磨机床中直线电机的安全保护装置研究
龚俊-． ，蔺卡宾 ，宁会峰 ，张仲玺
(1．兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室，甘肃 州730050；
2．兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州730050)
摘要：直线电机驱动珩磨机床往复运动可以提高运行速度、换向加速度和定位精度，提高珩磨质量和效率 直线电机垂
直应用的关键问题之一是直线电机在运动中意外失电，直线电机动子的安全保护问题 针对此问题，设计了一种气动抱
闸保护装置。通过对直线电机运动系统的力学分析，建立了直线电机的数学模型，并对安全保护装置下直线电机失电后
动子的运动状况进行了计算分析。结果表明，该气动抱闸装置具有很好的刹车效果，并且该气动抱闹装置也适用于直线
电机垂直应用的其它场合。
关键词：珩磨机床；直线电机；安全保护；气动抱闸装置
中图分类号：TH16；TH122 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2015)10—0088—03
The Study on Device of Security of Linear Motor in CNC Honing Machine
GONG Jun ，LIN Ka—bin ，NING Hui—feng 一，ZHANG Zhong—xi
(1．Key Laboratory of Digital Manufacturing Technology and Application，the Ministry of Education，Gansu Lanzhou 730050，
China；2．School of Mechanical&amp;amp; Electrical Engineering．Lanzhou University of Technology．Gansu I,anzhou 730050，China)
Abstract：Linear motor driven reciprocating motion ofhoning machine Cart improve the running speed，reversiug at celertais)II
and positioningoccurozy，and improve the qualityand efficiency ofhonin~One ofthe keyproblems the vertical cq~pli(。ation
of linear motor isthe security protection problems of linear motor when it has a situation of unexpected loss f ’powerin motion，
A pncumatic brake system 椰designedto solve this problem． analyzing theforce of linear motor motion．system，tbe
mathematical model oflinear motor was establishedand the motion condition oflinear motor eT the unexpected loss t)f power
WOS ealculated and analyzed．The results showed that the pneumatic brake system had a good braking cl and itwtr~also
applicable to other situation that the linear motors werevertical applications．
Key Words：Honing Machine；Linear Motor；Security；Pneumatic Brake System
1引言
珩磨加r：可以提高工件的尺寸精度，形状精度及表面质量，
在汽缸、精密耦合件加l丁中广泛应用㈣。往复运动是珩磨机床控
制的一个关键环节，直接影响网纹的加工质量 。直线电机具有
高速、高加速度、高精度和快速响应等优点，在数控机床中的应用
越来越多 。本研究采用直线电机驱动珩磨头往复运动，以解决
传统往复运动采用液压时换向加速度不足的问题，并针对直线电
机意外失电[ 后的直线电机动子的安全问题，设计了一种直线电
机失电保护装置，分析了其刹车时间及刹车距离。
2珩磨机床往复运动模型
2．1数控珩磨机床整体结构
研究的直线电机安全保护装置应用于兰州理工大学机电工
程学院研发的“高档数控珩磨机床” 1 I，向 数控珩螨机眯的 仆
结构图，如图1所示。数控珩磨机南底座1、矗桂2、旋转电机3、
主同步带轮4、从同步带轮5、旋转轴6、商线导轨7、商线电机8、
进给电机9、动力转换箱体10、连接杆1 1、珩磨头12、一r件13、火
电保护装置连接杆14、失电保护装置15、下支撑板17、 f 装
置18、下限位装置19等构成。数控珩磨机床运动南主运动和进
给运动组成，主运动为往复运动和旋转运动，旋转运动南市柱I
的旋转电机驱动，往复运动由直线电机驱动，其控制方式、精度和
加速度共同决定了网纹的加工质量。油行的进给运动 伺服电机
控制，可实现粗珩加工的和精珩加一r 直线电机定子 定r
上，动子可沿着导轨方向上下往复运动；夫电保护装置连接杆
直线电机动子相连接，当直线电机意外失电时，失电保护装骨_1『
迅速制动，对直线电机和箱体进行保护。
来稿日期：2015—04—2l
基金项目：国家科技重大专项(201IZX04002—122)；甘肃省自然科学基金项目(11l2RJZA025)
作者简介：龚俊，(1963一)，男，四川中江人，硕士研究生，研究员，主要研究方向：精密制造装备与数控加f：技术；
蔺卡宾，(1990一)，男，甘肃天水人，硕士研究生，主要研究方向：直线电机垂直驱动珩磨机床往复运动的控制系统研究

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