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【摘 要】在本文通过介绍交流永磁直线同步电机与开放式数控系统的主要特点进行研究，最终以工业PC作为上位机，在该装备的使用中，看主要利用的是PMAC运动控制卡和Copley伺服电机驱动器的使用功能，在该设备的使用中能够同时控制两台直线电机，最终实现了工作台上X/Y方向的联合运动，在这种开放式数控工作台中，根据设计工作台的机械结构，对主要的技术问题提出了解决的方法。
【关键词】永磁直线 同步电机驱动 开放式 数控工作台
在使用高性能直线电机工作中，该设备的在使用的过程中能够被广泛的应用，交流永磁直线同步电机中具有高速度、加速度以及高定位的精度，在这种系统中能够加强电机进行直接带动负载运动，这种系统直接的省去了中间的传动环节，并且永磁直线同步电机驱动的开放式数控工作在工作原理中简化了机床的机构，提高了机床的动态和静态钢构的使用情况。，在国内外机床工作台中已经开始广泛的推广。
一、开放式数控工作台
在开放式数控工作台中，主要是以交流永磁直线同步电动机作为典型设备，在系统的工作中进行直接的驱动方式来取代了丝杠螺母副传动，在开放式数控工作台中可以将封闭式数控系统逐渐的向开放式数控系统进行发展，最终形成了高精度、高速的数控机床发展模式。
二、开放式数控工作台的总体设计方案
在开放式数控工作台中，其设计的方案主要的包括设计采用工控机、运动控制卡、电机驱动器、直线电机的控制方案，在这些元件中将光栅尺作为反馈和换向元件，这种开放式的数控工作台最终将位置、速度与电流进行联环控制，在运动中这种开放式的工作台具有可靠性、运动精度高的特点，该设备主要应用的是TurboPMAC Clipper运动控制卡，该运动控卡中采用的80MHZ MotorlaDSP56303数字信号处理器作为主控芯片，它能够同时控制4个轴进行直线运动，并且在轴道的接口处，促使一个包含有10Kv的模拟量以及脉冲能够将数字量进行直接的输出，在数据的输出中可以采用编码器来及时的传输标志信号，将这些数字在PID的模式下进行反馈波以及加速度等进行直线的控制，在参数的计算中最终形成了将直线、圆弧以及点对点进行插补，在具体的算法中能够采用通信RS-232串口以及太网接口实现对通信的上位机的完成装置，其主要的工作原理如图1所示：
该总体设计原理中，主要采用的是CopleyXSL230-40驱动器，能够将交流100-240VAC进行开放式数控工作台的正常供电该，在峰值得电流中达到了40A，并且配置有脉冲、10Kv模拟量、PWM＼ASCII指令，在工作台中由主编码器等多种控制的接口，其设计的原理最终在A/B正交编码器、旋转变压器或者是模拟编码器的使用中来及时的反馈信号，这种开放式的工作台设计能够在位置、速度、力矩中进行多种方式的控制。在总体工作台中能够将LMCF-M5系列的交流永磁同步直线电机连续进行推力和峰值推力，最终满足了工作台的设计和使用要求。
三、直线电机的驱动控制原理
在开放式数控工作台的设计中，将工控机作为上位机向PMAC控制器发出指令，然后进行分析处理后，向XSL230-40驱动器发出脉冲位置信号中，在信号的发出中将脉冲位置作为控制信号来促进驱动直线电机帶动工作台的移动，在随着光栅尺将电机移动的位移中最终转化为数字脉冲信号输入给驱动器完成换向操作，在整个控制的过程中通过光电隔离反馈给运动控制卡，最终组成了位置全闭环系统，电机驱动器在自带软件输入电机的类型和参数，来控制工作台中规定电流、速度、以及限制速度，为电机的正常运动提供了安全的运行环境。
四、 电机工作台机械结构的设计结构
在使用永磁直线同步电机工作中将定子和动子之间产生的强大电磁推力来向驱动工作台进行直线运动，这就大大的简化的运行的结构，省略了中间的环节，在安装的过程中，机床采用的是平板型直线电机的安装结构，如图2所示：
直线安装结构是将螺钉在电机的定子安装在工作台的底板上，并且要保持电机动子吊装与滑板的下方与定子具有一定的相对距离，促使数控工作台能够承受的载重并且可以直接的向直线滚动导轨承受。因此在这种工作台中经常采用的是水平布局的方式来具体工作的。
五、系统设计软件
在数控工作台中，将永磁直线同步电机驱动的开放式设备进行设计，在使用中促进了数控系统的开放性和可扩展性，该软件在设计中是将模块化的工程思想，根据实时控制和非实时控制来具体进行的，最终将人机接口、通讯接口、参数输入、数据处理以及人机界面进行处理，最终实现了人机界面的交流，提高了控制的效率。
六、总结
通过研究永磁直线同步电机以及在数控车床中的应用后，将直线开放式数控工作台的设计作为直接驱动数控产品开发的重点，在设备的改进先进技术的应用中，开始对直线电机的控制算法以及机床的结构进行详细的设计，提高了永磁直线同步电机驱动的开放式数控工作台设计。
参考文献：
[1]耿燕彪，蒋万胜，韩庆生.高速加工与直线电机在数控机床中的应用[J].电机与控制应用，2012（14）.
[2]刘一民，左建军，吕洪波.直线电动机应用于高速加工的关键技术[J].现代制造工程，2012（38）.
作者简介：
乔琳，1983年11月，女，云南玉溪，硕士在读，讲师，机械电子，云南经贸外事职业学院，云南省昆明市.
【关键词】永磁直线 同步电机驱动 开放式 数控工作台
在使用高性能直线电机工作中，该设备的在使用的过程中能够被广泛的应用，交流永磁直线同步电机中具有高速度、加速度以及高定位的精度，在这种系统中能够加强电机进行直接带动负载运动，这种系统直接的省去了中间的传动环节，并且永磁直线同步电机驱动的开放式数控工作在工作原理中简化了机床的机构，提高了机床的动态和静态钢构的使用情况。，在国内外机床工作台中已经开始广泛的推广。
一、开放式数控工作台
在开放式数控工作台中，主要是以交流永磁直线同步电动机作为典型设备，在系统的工作中进行直接的驱动方式来取代了丝杠螺母副传动，在开放式数控工作台中可以将封闭式数控系统逐渐的向开放式数控系统进行发展，最终形成了高精度、高速的数控机床发展模式。
二、开放式数控工作台的总体设计方案
在开放式数控工作台中，其设计的方案主要的包括设计采用工控机、运动控制卡、电机驱动器、直线电机的控制方案，在这些元件中将光栅尺作为反馈和换向元件，这种开放式的数控工作台最终将位置、速度与电流进行联环控制，在运动中这种开放式的工作台具有可靠性、运动精度高的特点，该设备主要应用的是TurboPMAC Clipper运动控制卡，该运动控卡中采用的80MHZ MotorlaDSP56303数字信号处理器作为主控芯片，它能够同时控制4个轴进行直线运动，并且在轴道的接口处，促使一个包含有10Kv的模拟量以及脉冲能够将数字量进行直接的输出，在数据的输出中可以采用编码器来及时的传输标志信号，将这些数字在PID的模式下进行反馈波以及加速度等进行直线的控制，在参数的计算中最终形成了将直线、圆弧以及点对点进行插补，在具体的算法中能够采用通信RS-232串口以及太网接口实现对通信的上位机的完成装置，其主要的工作原理如图1所示：
该总体设计原理中，主要采用的是CopleyXSL230-40驱动器，能够将交流100-240VAC进行开放式数控工作台的正常供电该，在峰值得电流中达到了40A，并且配置有脉冲、10Kv模拟量、PWM＼ASCII指令，在工作台中由主编码器等多种控制的接口，其设计的原理最终在A/B正交编码器、旋转变压器或者是模拟编码器的使用中来及时的反馈信号，这种开放式的工作台设计能够在位置、速度、力矩中进行多种方式的控制。在总体工作台中能够将LMCF-M5系列的交流永磁同步直线电机连续进行推力和峰值推力，最终满足了工作台的设计和使用要求。
三、直线电机的驱动控制原理
在开放式数控工作台的设计中，将工控机作为上位机向PMAC控制器发出指令，然后进行分析处理后，向XSL230-40驱动器发出脉冲位置信号中，在信号的发出中将脉冲位置作为控制信号来促进驱动直线电机帶动工作台的移动，在随着光栅尺将电机移动的位移中最终转化为数字脉冲信号输入给驱动器完成换向操作，在整个控制的过程中通过光电隔离反馈给运动控制卡，最终组成了位置全闭环系统，电机驱动器在自带软件输入电机的类型和参数，来控制工作台中规定电流、速度、以及限制速度，为电机的正常运动提供了安全的运行环境。
四、 电机工作台机械结构的设计结构
在使用永磁直线同步电机工作中将定子和动子之间产生的强大电磁推力来向驱动工作台进行直线运动，这就大大的简化的运行的结构，省略了中间的环节，在安装的过程中，机床采用的是平板型直线电机的安装结构，如图2所示：
直线安装结构是将螺钉在电机的定子安装在工作台的底板上，并且要保持电机动子吊装与滑板的下方与定子具有一定的相对距离，促使数控工作台能够承受的载重并且可以直接的向直线滚动导轨承受。因此在这种工作台中经常采用的是水平布局的方式来具体工作的。
五、系统设计软件
在数控工作台中，将永磁直线同步电机驱动的开放式设备进行设计，在使用中促进了数控系统的开放性和可扩展性，该软件在设计中是将模块化的工程思想，根据实时控制和非实时控制来具体进行的，最终将人机接口、通讯接口、参数输入、数据处理以及人机界面进行处理，最终实现了人机界面的交流，提高了控制的效率。
六、总结
通过研究永磁直线同步电机以及在数控车床中的应用后，将直线开放式数控工作台的设计作为直接驱动数控产品开发的重点，在设备的改进先进技术的应用中，开始对直线电机的控制算法以及机床的结构进行详细的设计，提高了永磁直线同步电机驱动的开放式数控工作台设计。
参考文献：
[1]耿燕彪，蒋万胜，韩庆生.高速加工与直线电机在数控机床中的应用[J].电机与控制应用，2012（14）.
[2]刘一民，左建军，吕洪波.直线电动机应用于高速加工的关键技术[J].现代制造工程，2012（38）.
作者简介：
乔琳，1983年11月，女，云南玉溪，硕士在读，讲师，机械电子，云南经贸外事职业学院，云南省昆明市.