发表时间：2024-02-05 22:12:09 │ 点击数：
九游会 J9官方网站九游会 J9官方网站1．1项目研究与开发内容1．3关键技术1.3.1直动式转台关键技术1.3.2转台电机试验和测试装置关键技术1.3.3直线直线伺服电机试验及测试装置关键技术2.1直动式转台电机设计2.1.2转台电机结构及参数2.1.3直接电动式转台用力矩电机系列化型谱规划：102.1.4力矩电机生产工艺112.1.4.1转子的生产工艺112.1.4.2定子的生产过程112.1.5力矩电机通用技术条件122.2转台设计122.2.1整体结构方案122.2.2角度编码器计算132.2.3轴承承载力计算142.2.4冷却结构设计142.2.5相位信号设计152.2.6通信接口定义152.2.7电力接口162.2.8装配工序162.9直接电动式转台通用技术条件162.3直接电动式分度头设计162.3.1直接电动式分度头特点162.3.2直接电动式分度头应用172.3.3主要性能参数指标172.3.4外形结构182.3.5分度头测试示例182.3.5.1测试系统基本框架182.3.5.1位置控制精度182.3.6分度头应用验证192.4转台测试规划及测试结果202.4.1机械动静刚度测量202.4.2共振频率测量202.4.3速度环刚度测量202.4.4位置环刚度测量222.4.5速度加速度测量232.4.6转台最大扭矩测试242.5直动式转台电机实验及测试装置和系统设计242.5.1测试系统功能242.5.2测试系统整体结构及系统组成252.5.3测试系统加载结构252.5.4测试装置机械平台252.5.5测试系统软件结构262.5.5.1测试项目归类262.5.5.2测试系统人机接口272.5.6测试系统硬件配置设计292.6直线.6.5直线电机法向和轴向有限元受力分析362.6.6直线直线电机试验及测试装置和系统设计392.7.1测试系统功能392.7.2测试系统整体结构及系统组成392.7.3测试系统加载结构设计及计算402.7.5测试装置机械平台412.7.6测试系统软件结构422.7.7测试系统电气硬件配置设计432.7.8测量范围、精度要求和测量元器件性能432.8直线直线电机空载速度/加速度测试482.9精密直线伺服驱动控制器设计概要492.9.1全数字控制方案设计492.9.2数字直线数字直线伺服软件结构与控制算法502.9.4.1直线永磁同步伺服电动机数学模型502.9.4.2矢量控制模型512.9.4.3PID数学模型532.9.4.4控制算法设计542.9.5数字直线“直接电动式精密运动部件开发”技术总结报告一．直接电动式精密运动部件开发项目概述“直接电动式精密运动部件开发”是北京首科凯奇电气技术有限公司承担的一项市科委的科技课题，是“数字化制造装备基础部件”项目的课题之一。直接电动式精密运动部件，如直线电机直接驱动的加工中心、力矩电机直接驱动转台等等，抛弃传统的中间机械传动装置，使驱动装置直接与负载相联将电磁力直接作用于运动体，实现了低摩擦、零齿系、高精度运动，其性能直接影响制造设备的技术水平。直接电动式精密运动部件也因此除在机械制造、航空航天、钢铁冶金等行业获得了更加广泛的应用外，其技术成果还广泛应用于精密测量设备、机器人、纺织和制衣设备、精密仪器、轻工设备中。这一技术的发展可从本质上提高制造装备的能力和改变我国制造业缺乏关键部件而导致落后的现状。直接驱动技术是集机械、控制电机、精密传感器、测量、控制和软件技术之大成的、高度集成的光机电一体化技术。该项目研究内容的核心是开发直接电动式转台、大行程直线电机系列产品，而直接电动式功能部件应用的推广受其控制性能的制约，其应用的边界技术条件需要精确的测量和评价体系，所以该项目还深入研究直接驱动技术中的高性能数字伺服驱动器，同时研究直接驱动用力矩电机及其测试实验装置和系统、直线电机及其测试实验装置和系统、转台的测试及实验装置和系统。1．1项目研究与开发内容数字直线项目技术目标直接电动式精密运动部件开发的研发任务来自于北京市科委的科技项目“数字化制造装备基础部件”，J9九游会登录入口首页其主要研制目标是开发系列化大扭矩高精度直接电动式转台、系列化高推力大行程直线电机、研究其结构和工艺，并开发相应的试验和测试装备与系统，对其性能进行测试。部件的研发，力主创新，不仅要实现公司的技术产品链的完整，也要支撑公司原有产品在国内和海外市场的份额和提升产品竞争力。目前基本完成了该项目的主要技术要求和指标。1．直接电动式转台技术指标工作直径连续输出转矩最大转矩轴向承载力径向承载力额定转速最高转速编码器分辨率转台位置控制精度500800牛米1600牛米10KN1KN100rpm150rpm0.9额定转速：300rpm最高转速：650rpm额定扭矩（水冷）：65NM最大扭矩（水冷）：200NM3．直线电机技术指标峰值推力：6000牛，额定推力：3000牛最高速度：120米/分，额定速度：86.4米/分最大空载加速度：4g功率：4.25kw位置控制精度：3um传感器分辨率：1um行程：1.1米4．转台及力矩电机试验测试系统功能及测试项目转速及速度波动5．直线电机试验及测试系统功能1．3关键技术1.3.1直动式转台关键技术直接电动式转台通用技术条件1.3.2转台电机试验和测试装置关键技术实验和测试方法1.3.3直线伺服电机关键技术直线电机通用技术条件（产品企业标准）1.3.4直线伺服电机试验及测试装置关键技术实验和测试方法二．直接电动式运动部件设计2.1直动式转台电机设计2.1.1电机设计概要电机设计计算程序流程转台电机（力矩电机）的基本原理和永磁同步电动机是相同的，它是一种无结构的工具电机，由永磁转子和定子组成，不包括轴承端盖反馈装置，该项目设计了系列化转台电机的额定数据、机械结构、主要尺寸，进行了永磁体计算、定转子冲片计算、绕组计算、磁路计算、参数计算、交轴磁化曲线、工作特性计算，进行了电机结构建模和有限元、热力学分析等等。设计计算程序如图1所示。2.1.2转台电机结构及参数转台电机通常设计成长径比小的结构，绕组节距为1，可获得高的转矩；多极结构实现低速平稳；双层分数槽，利于消除齿谐波和高次谐波；采用合理的磁钢结构实现气隙磁场的正弦性；采用合适的定子斜槽减少齿谐波；采用增大每极每相槽数，J9九游会登录入口首页降低低速力矩波动。 该项目设计的多极外贴磁钢电机整体结构及定转子结构如图2、3所示： 图2转台电机定转子 MB250M有绕组定子铁心2.1.3 直接电动式转台用力矩电机系列化型谱规划： MB132（36/24) 210x148）MB160 (36/24) （260x170） MB200 (48/32) (327x230) MB250 (72/48) 410x320)名称 TN（Nm）65 100 130 195 240 360 535 800 90135 90 135 100 150 100 150 PN（kW） 2.042 3.141 4.08 6.126 3.769 5.654 7.0 10.47 5.7788.7 10.146 14.656 8.805 12.9 15.45 22.7 T0（Nm） 71 110 143 215 260 395 588 880 I0（A） 6.4 9.6 11.2 16.1 9.7 14.2 17 25 nN （r/min） 300 300 300 300 150 150 125 125 Nmax （r/min） 450 430 407 396 199 190 155 155 Tmax（Nm） 195 300 390 585 672 900 1335 2000 Imax（A） 17.33 26.1 30.42 43.968 24.65 32.25 43.3 64 KE（V /rads-1） 7.297 7.6618 8.388 8.71 17.02 17.875 22.05 21.83 KT（Nm/ 12.63813.27 14.529 15.087 29.48 30.96 38.19 37.8 2.1.4 力矩电机生产工艺 2.1.4.1转子的生产工艺
