设计和分析5-DOF紧型电磁悬浮执行器用于激光切割机的镜头控制
Chuan Zhao1, Qinwei Zhang1, Wenzhe Pei1
1School of Mechanical Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China.
Micromachines
|May 25, 2024
概括
一个新的磁悬浮执行器为激光束处理提供了精确的5-DOF运动控制. 这一创新可以提高离轴激光切割机床的切割速度和质量.
科学领域:
- 机械工程 机械工程
- 控制系统 控制系统
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 激光束处理的好处在于优化辅助气体角度和激光束轴偏移.
- 传统的电机驱动器缺乏先进的激光处理所需的速度,精度和紧性.
研究的目的:
- 提出和验证一个磁悬浮执行器,用于高精度,5-DOF镜头运动控制.
- 在苛刻的激光应用中解决传统执行器的局限性.
主要方法:
- 使用分析和有限元模型进行非线性磁力驱动力分析.
- 通过泰勒数列扩展对磁悬浮执行器的动态建模.
- 开发一个中心化的PID控制系统,用于精确的运动调节.
主要成果:
- 磁悬浮执行器成功展示了稳定的悬浮和精确的定位.
- 执行器实现了所需的五度自由 (5-DOF) 运动控制.
- 分析和有限元模型准确地预测了磁力驱动力的特征.
结论:
- 拟议的磁悬浮执行器是激光束处理中高速,高精度的运动控制的可行解决方案.
- 这项技术在增强离轴激光切割机床工具方面具有重大潜力.
- 执行器的紧设计和精确的控制能力克服了传统系统的局限性.
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