直线电机安装

直线电机的安装目录：

一、直线电机的安装设计

1.1直线电机结构设计，强度与刚度

1.2 直线电机走线

1.3 Z 轴（垂直轴）刹车

1.4 防撞设计

1.5 直线电机防护设

二、安装工艺

2.1 直线电机安装尺寸和公差

2.2 直线电机装配方法

2.3 装配其它注意事项

2.4 光栅尺安装位置及安装座要求

2.5 光栅尺安装精度要求

2.6 光栅尺的防护

2.7 冷却系统

一、直线电机的安装设计

1.1直线电机结构设计，强度与刚度

直线电机、磁板的安装位置，应当尽量设计靠近运动结构的重心位置，以平衡运动时的推力。

直线电机与磁板之间持续存在较大的磁吸力，工作台、鞍座等设计时，必须考虑有足够的强度和刚度。同时，为避免移动部件过于笨重，应尽量考虑采用高强度的材质，以及多筋板结构。其它结构上提高刚度的办法有：

1上拱结构

2导轨等支撑点尽量靠近直线电机线圈

3机床的固定部分刚性尽可能高、移动部分的重量尽可能轻，因为直线电机对刚性和移动部分重量比旋转电机更敏感

1.2 直线电机走线

直线电机相对于旋转伺服电机的系统而言，由于其推进动力在移动部件上，所以走线较旋转伺服电机复杂，许多线缆都需要通过拖链来连接。

主要需要通过拖链的线缆有：线圈的动力线、线圈的冷却管路、光栅尺读数头的数据线（如果读数头设计在移动部件上）、导轨润滑油管路。这些走线均需要通过拖链连接，请务必在设计时详尽考虑。

1.3 Z 轴（垂直轴）刹车

直线电机应用在 Z轴（垂直轴）上时，由于重力的作用，在未通电时，或直线电机无力矩输出时，会发生掉落事故。必须设计 Z轴的刹车装置。为增加安全性，建议设计Z轴平衡装置（如机械配重、氮气平衡缸等）。

1.4 防撞设计

为了避免意外的撞击事故造成直线电机的损坏，直线电机两端要加防撞缓冲装置。设计缓冲装置时须注意：缓冲装置受力点避免在线圈、滑块等精密元件上。

1.5 直线电机防护设计

（1）铁屑防护

直线电机的磁板，由于对铁屑有较强的吸引力，故应当在移动部件上设计铁屑的刮除装置，同时也要避免铁屑在磁板两端过度堆积。

（2）切削液防护

直线电机的线圈不是完全防水的结构，接线端子上粘上切削液后，也容易造成短路漏电的事故。所以，为防止这种情况出现，结构设计上需考虑：

※结构设计上，有防止切削液进入的结构

※线圈安装面上打硅胶也是一种简单有效的防水办法

二、安装工艺

在设计磁板和线圈的安装面时，应尽量考虑如下几点：

※磁板的安装面高于铸件平面，防止铁屑在磁板堆积。

※侧面加工安装基准，方便安装。

特别注意：

直线电机导轨安装精度要求很高，安装面一般都是用磨床磨出来的，导轨平行度最好保证在0.005mm以内。

2.1 安装尺寸和公差

2.2 装配方法

2.3 装配其它注意事项

直线电机与磁板之间有强磁性，装配时务必注意：

※不要佩戴容易被磁化的卡片，这会导致卡片磁化失效。

※由于磁板强磁性，装配好后，表面最好盖一层纸板，防止铁屑等掉落到磁板上，这会导致清理难，并容易划伤磁板表面。

※注意正确的装配顺序，不要让线圈吸合到磁板上，这样会导致拆开困难。

※磁板之间的堆放，请隔离足够厚的泡沫板或者纸板，防止磁板相互之间吸合，万一吸合上了，非常难拆开。

※作业时务必注意，手指万一被两个磁板夹住，将会受伤。

2.4 光栅尺安装位置及安装座要求

光栅尺安装方式，安装位置，安装精度对机床静态精度和动态精度影响很大，需要特别注意：

1.光栅尺安装位置尽量靠近直线电机，最好安装在导轨内直线电机的旁边。这样，可

以减少误差，以获得最优的反馈控制效果。

2．光栅尺尺身的安装面/座有 3 种方式，床身安装面，过渡板安装面和支撑安装座；

3．安装效果最好的是床身安装面，光栅尺安装面与导轨安装面是同时加工出来的。

此种安装不易共振，安装精度容易保持。

4．如果床身上没有合适的安装面，可以考虑使用过渡板安装面，这个过渡板需要保

证足够的刚度（12mm厚度）和平面度（2 条以内）。

5．安装座方式较难调整，且容易共振；所以需要使用精度较高的加工件，且在设计

时需要考虑在 2个方向上的调整方式。

6．光栅尺读头的安装面要求与尺身类似。

2.5 光栅尺安装精度要求

光栅尺安装精度主要体现在以下几点上：

1．尺身上表面与运动方向的平行度（10 条以内，高精度要求时，3 条以内）

2．尺身侧面与运动方向的平行度（10 条以内，高精度要求时，3条以内）

3．读头与与尺身侧面的平行度（1 条以内）

4．读头与尺身的上表面的平行度（1 条以内）

5．读头与尺身的距离（1+/-0.5mm, 高精度要求时，1+/-0.1mm以内。

2.6 光栅尺的防护

可以从以下几方面考虑：

※光栅尺的安装位置，结构允许的话，在行程上可以设计安装在远离加工区域的地方，但同时要尽可能的减小阿贝误差。

※光栅尺的外部，应有足够的防护外罩，防止切削液流到尺体上；同时，光栅尺的安装方向，尽量使光栅尺的开口侧向或向下，开口不要正对铁屑及切削液飞溅的方向，

以防止光栅尺污染。

※光栅尺的安装可以加装压缩空气进行密封，但是压缩空气必须经过特别的过滤和干燥，其质量必须符合要求，在光栅尺这一段的气路上，应当安装自动检测气路气压的

反馈元件，当气路气压低于设定值时，发出报警。

2.7 冷却系统

推荐使用水冷，（监控 pH 水平），一些添加剂加入水中防止侵蚀，

有铁心直线电机数据都是基于水冷条件给出，也可以使用油冷或风冷（不推荐）。

考虑到环境温度，实现恒温调节。