京公网安备 11011302003519号

新闻资讯
高速精密气浮平台及其直线电机驱动特性
发布时间:2022-02-11


由于气浮导轨具有高精度、低阻尼、低摩擦、无污染等优点;同时,直线电机具有无接触、速度快、精度高、噪声低等特点,在运动系统中能够直接产生直线运动,避免了滚珠丝杠、螺母等中间传动机构,实现了直接驱动。因此,直线电机和气浮导轨的结合,能够充分发挥各自的特点,适合应用于精密运动平台的 设计之中。但由于直线电机驱动的高速精密气浮平台加速度变化的不连续性以及缺少中间弹性阻尼环节,抗干扰能力较差,易产生超调和振荡,限制了直线进给 精度,难以满足超精密加工的要求。因此,为解决直线电机及直线气浮运动平台 系统存在的问题,本文研究了磁流变阻尼直线电机驱动的高速精密气浮平台技术。 研究对象主要由气浮导轨模块、直线电机驱动模块和磁流变阻尼器模块三大部分组成。具体研究内容主要包括:

1、基于Ansys有限元分析软件平台,采用有限元方法对气浮导轨的特性进行分析,研究气浮导轨在不同承载工况下空气静压轴承的动反力及气膜静刚度的非 线性变化,并建立流固耦合模态有限元分析方法对气浮平台的固有振动特性进行 研究。

2、运用有限元分析方法对自主开发的双边永磁直流直线电机的磁场分布与力 学特性进行分析。以此为基础,分别采用mat lab和mat lab-Adams机电联合分析方法研究这种直线电机的运动特性。

3、为了研究适用于直线电机驱动的气浮平台的阻尼器,本文对比分析了闭式 磁流变阻尼器与开式电流变阻尼器的特点,设计出一种新型结构的开式磁流变阻 尼器,运用有限元方法分析其磁场分布,并对其关键尺寸进行优化设计;对其阻尼特性与响应特性进行了实验研究。

4、为了研究气浮平台的整体性能及其各关键零部件之间的相互影响,本文采用电磁-固耦合分析方法对具有磁流变阻尼的直线电机驱动的气浮平台进行整体建模和静力学特性研究。