CN109167503B - 低压直线电机、电机模组、流水线体、***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低压直线电机、电机模组、流水线体、***及控制方法，所述低压直线电机包括定子和动子，定子包括定子磁轭和定子磁铁，定子磁轭为U型结构，且为直线设置；定子磁铁设为多个，多个定子磁铁分别设置在定子磁轭的两侧；动子包括动子线圈和线圈固定座，动子线圈设置在定子磁轭的U型结构内，并固定到线圈固定座上；线圈固定座设置在定子磁轭的U型结构的开口端，且可沿定子磁轭做直线运动；动子线圈通过电源驱动与定子磁铁相互作用产生的磁场力，以驱动动子沿定子磁轭做直线运动。低压直线电机可进行不同长度的组合，将多个标准模组拼接组合成循环流水线，即直线电机模组可进行直线组合，以形成可选长度的流水线。

Description

低压直线电机、电机模组、流水线体、***及控制方法

技术领域

本发明涉及流水线加工技术领域，尤其涉及一种低压直线电机、电机模组、流水线体、***及控制方法。

背景技术

“中国制造2025”明确提出制造业为中国未来宏观政策和产业政策的重点，而智能协同制造是实现高精密、高速、高效柔性制造***装备的重要因素之一。近年来，随着手持终端设备如手机、平板电脑等的广泛普及，出货量的激增对该领域制造的加工工艺、生产效率和成品外观等提出新的要求。如何降低人工成本和提高产能是当前所有生产企业面临的问题，基于多工位的协同和模块化制造是整个自动化装备行业发展的重要趋势。

协同制造充分利用网络技术、信息技术，将串行制造工作变为并行工程，实现多角度、多方位企业产品设计、制造、管理的生产模式，最终通过改变业务经营模式与方式达到资源最充分利用的目的。具有缩短生产周期，快速响应客户需求，提高设计、柔性生产等优势。

本项目针对当前柔性制造的工业实际需求，为突破机械手实现柔性制造的局限性，开发基于直驱直线多工位运动平台的模块化柔性加工与装配技术。首先，设计具有自主知识产权的高速、高精度直驱运动控制驱动***；其次，配合模块化工夹具设计，实现标准工夹具的重复利用和任意组合；通过引入分布式协同控制技术，实现多工位动作协同以及高精度协调。通过设计基于直驱机构为核心运动控制机构的多工位模块化加工与装配***，实现直驱运动形式产品的高效送料、承载、定位及加工和装配一体化动作，为先进制造设备的高精度控制提供新思路。

目前电子行业生产组装普遍采用的是皮带、同步带、倍数链等输送模式；产品单一方向流动到指定工位时利用传感器感知、限位挡块止停定位后进行组装、焊接、点胶、锁付、铆合等作业工序，或用机械臂、模组抓取移位到独立工作站进行，完成后再回放入流水线传输至下工序。其缺点是只能单向传输、速度慢、效率低；定位精度差、调整困难，不能满足精密电子产品高精度定位、高速组装要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种低压直线电机、电机模组、流水线体、***及控制方法。

为实现上述目的，根据本发明实施例的低压直线电机、电机模组、流水线体、***及控制方法，所述低压直线电机包括：

定子，所述定子包括定子磁轭和定子磁铁，所述定子磁轭为U型结构，且为直线设置；

所述定子磁铁设为多个，多个所述定子磁铁分别设置在所述定子磁轭的两侧；

动子，所述动子包括动子线圈和线圈固定座，所述动子线圈设置在所述定子磁轭的所述U型结构内，并固定到所述线圈固定座上；

所述线圈固定座设置在所述定子磁轭的U型结构的开口端，且可沿所述定子磁轭做直线运动；

所述动子线圈上还设有连线端子，所述连线端子用于连接电源驱动，所述动子线圈通过所述电源驱动与所述定子磁铁相互作用产生的磁场力，以驱动所述动子沿所述定子磁轭做直线运动。

根据本发明的一个实施例，所述动子还包括硅钢叠片，所述硅钢叠片设置在所述动子线圈内。

根据本发明的一个实施例，还包括动子线圈固定座，所述动子线圈设置在所述动子线圈固定座内，通过所述动子线圈固定座与所述动子线圈相固定。

根据本发明的一个实施例，所述动子线圈以三个为一组合，且沿着所述直线运动方向依次排列。

根据本发明的一个实施例，所述定子磁轭设为多个，且沿着所述定子磁轭长度方向依次排列，相应地每个所述定子磁轭的两侧分别设有多个所述定子磁铁。

另一方面，本发明还提供一种直线电机模组，包括：

上护罩，所述上护罩上设有可直线运动的动子座，所述动子座上设有滑块；

模组基板，所述模组基板与所述上护罩固定连接，所述模组基板上设有导轨，所述动子座可通过所述滑块及导轨相互配合做直线运动；

上述的低压直线电机，所述低压直线电机的定子设置在所述模组基板内，所述低压直线电机的动子设置在所述动子座上，用于带动所述动子座做直线运动。

根据本发明的一个实例，还包括：

驱动器，所述驱动器设置在所述动子座上，所述驱动器与所述动子线圈上的连线端子电性连接，从而为所述动子线圈提供驱动电源。

根据本发明的一个实例，还包括：

碳刷集电器，所述碳刷集电器设置在所述动子座上，所述碳刷集电器与所述驱动器电性连接，所述碳刷集电器上分别设有第一碳刷、第二碳刷、第三碳刷和第四碳刷；

所述模组基板上分别设有第一导电轨组件、第二导电轨组件、第三导电轨组件和第四导电轨组件，所述第一导电轨组件、第二导电轨组件、第三导电轨组件和第四导电轨组件分别与所述第一碳刷、第二碳刷、第三碳刷和第四碳刷电性连接，以通过所述第一导电轨组件、第二导电轨、第三导电轨和第四导电轨组件将外接电源及控制信号引导至连接至所述驱动器。

根据本发明的一个实例，所述驱动器还包括：CAN总线接口和驱动端子，所述CAN总线接口与所述碳刷集电器电性连接，所述碳刷集电器通过所述CAN总线接口将所述外接电源及控制信号引导至所述驱动器；

所述驱动端子与所述动子线圈电性连接，所述驱动器通过所述驱动端子将所述外接电源驱动引导至所述动子线圈。

根据本发明的一个实例，还包括储能电容和/或瓷片电容，所述储能电容的两端分别与所述碳刷集电器的外接电源输出端连接，所述储能电容用于将所述外接电源的输出进行电源储能；

所述瓷片电容的两端分别与所述碳刷集电器的外接电源输出端连接，所述瓷片电容用于将所述外接电源的输出进行电源滤波。

根据本发明的一个实例，还包括：

磁栅尺，所述磁栅尺设置在所述上护罩上；

磁栅读数头，所述磁栅读数头设置在所述动子座上，所述磁栅读数头用于通过所述磁栅尺获取所述动子座的移动位置。

根据本发明的一个实例，所述上护罩上还设有磁栅尺贴附用下限凹槽，所述磁栅尺设置在所述磁栅尺贴附用下限凹槽上。

再一方面，本发明还提供一种循环流水线体，包括：

固定台；

第一轨道，所述第一轨道上设有一个或多个上述的直线电机模组，多个所述直线电机模组沿长度方向设置在所述固定台上；

第二轨道，所述第二轨道上设有一个或多个上述的直线电机模组，多个所述直线电机模组沿长度方向设置，所述第一轨道与所述第二轨道平行设置在所述固定台上；

第一转台，所述第一转台包括至少两个上述的直线电机模组，所述直线电机模组设置在所述第一轨道、第二轨道的一端，一个所述电机模组设置在所述固定台上，且与所述第一轨道、第二轨道垂直设置，另一个所述电机模组设置在上述直线电机模组的动子座上，且与所述第一轨道、第二轨道平行设置；

第二转台，所述第二转台包括至少两个上述的直线电机模组，所述直线电机模组设置在所述第一轨道、第二轨道的另一端，一个所述电机模组设置在所述固定台上，且与所述第一轨道、第二轨道垂直设置，另一个所述电机模组设置在上述直线电机模组的动子座上，且与所述第一轨道、第二轨道平行设置。

再一方面，本发明还提供一种流水线控制驱动***，包括：

上述的循环流水线体；

电机模组工控机，所述电机模组工控机与所述第一轨道、第二轨道上的直线电机模组通信连接，以控制所述动子座的位移；

所述电机模组工控机还与所述第一转台、第二转台上的所述直线电机模组通信连接，以控制所述动子座的位移；

加工装置工控机，所述加工装置工控机与所述电机模组工控机及加工机器手通信连接，用于根据所述电机模组工控机的位置信号控制所述加工机器手进行产品加工。

根据本发明的一个实例，所述电机模组工控机通过通信卡与所述第一轨道、第二轨道上的直线电机模组通信连接；

所述电机模组工控机通过交换机及输入输出端口控制器与所述第一转台、第二转台上的直线电机模组通信连接；

所述电机模组工控机通过交换机与所述加工装置工控机通信连接。

再一方面，本发明还提供一种流水线控制方法，包括：

第一轨道上设有第一原点A和第二原点C，并在第二轨道上设有第三原点B；

通过控制放到所述第一轨道上的所述动子经过原点A，并位移至所述第一转台，通过所述第一原点A所述动子的初始位置确定；

控制第一转台运动，通过所述第一转台将所动子移动至所述第二原点B，并通过所述原点B进行动子的起始位置确定，以所述起始位置零点对所述动子进行位移控制。

本发明提供一种低压直线电机、电机模组、流水线体、***及控制方法。通过将多个标准模组拼接组合成循环流水线，即直线电机模组可进行直线组合，以形成可选长度的流水线。直线电机模组通过所述低压直线电机驱动运动，所述低压直线电机采用动子与定子的磁场力配合进行直线运动，且采用高精度磁栅读数头进行位移的读取控制，充分利用直线电机的高速、高精度优势，满足精密电子产品生产高速、高精度组装要求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的低压直线电机结构示意图；

图2为本发明实施例提供的低压直线电机分解结构示意图；

图3为本发明实施例提供的直线电机模组结构示意图；

图4为本发明实施例提供的直线电机模组分解结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一直线电机模组分解结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一直线电机模组分解结构示意图；

图7为本发明实施例提供的直线电机模组电气控制电路结构示意图；

图8为本发明实施例提供的循环流水线体结构示意图；

图9为本发明实施例提供的第一转台或第二转台结构示意图；

图10为本发明实施例提供的流水线控制驱动***结构示意图；

图11为本发明实施例提供的双流水线控制方法的坐标原点结构示意图。

附图标记：

循环流水线体1；

直线电机模组10；

低压直线电机101；

动子1011；

线圈固定座10111；

动子线圈固定座10112；

硅钢叠片10113；

动子线圈10114；

连线端子101141；

定子1012；

定子磁轭10121；

第一定子磁轭101211；

第二定子磁轭101212；

定子磁铁10122；

上护罩102；

磁栅尺贴附用下限凹槽1021；

动子座103；

滑块104；

磁栅尺105；

磁栅读数头106；

驱动器107；

驱动端子1071；

RS232接口1072；

储能电容1073；

碳刷集电器108；

第一碳刷1081；

第二碳刷1082；

第三碳刷1083；

第四碳刷1084；

模组基板109；

导轨1091；

导电轨组件1092；

第一导电轨组件10921；

第二导电轨组件10922；

第三导电轨组件10923；

第四导电轨组件10924；

第一转台横线模组20；

第一转台直线模组30；

第一转台11；

第二转台12；

第一轨道13；

第二轨道14；

第一加工装置15；

第二加工装置16；

固定台17；

电机模组工控机2；

通信卡3；

交换机4；

输入输出端口控制器5；

加工装置工控机6。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

一方面，参阅图1，本发明提供一种低压直线电机101，包括：定子1012和动子1011，所述定子1012包括定子磁轭10121和定子磁铁10122，所述定子磁轭10121为U型结构，且为直线设置；也就是，所述定子磁轭10121为直线结构，在本发明的一个实施中，所述定子磁轭10121可设为多个，通过多个所述定子磁轭10121可将所述定子磁轭10121沿直线方向延伸，以满足不同长度的应用需求。所述定子磁轭10121为U型结构，也就是所述定子磁轭10121的左右两侧及底部为相对固定结构，顶部及两端为开口。通过所述U型结构，方便将多个所述定子磁轭10121直线连接。

所述定子磁铁10122设为多个，多个所述定子磁铁10122分别设置在所述定子磁轭10121的两侧；通过将多个所述定子磁铁10122设置在所述定子磁轭10121的两侧的位置，使得所述定子磁轭10121的内部产生相应的磁场。多个所述定子磁铁10122均匀地设置在所述定子磁轭10121的两侧。使得所述定子磁轭10121的内部产生均匀的磁场空间。

所述动子1011包括动子线圈10114和线圈固定座10111，所述动子线圈10114设置在所述定子磁轭10121的所述U型结构内，并固定到所述线圈固定座10111上；参阅图1和图2，所述动子线圈10114固定到所述线圈固定座10111上，也就是，所述动子线圈10114与所述线圈固定座10111为相互固定结构。且所述动子线圈10114落入所述定子磁轭10121内部磁场空间内。

所述线圈固定座10111设置在所述定子磁轭10121的U型结构的开口端，且可沿所述定子磁轭10121做直线运动；也就是，所述动子线圈10114通过所述线圈固定座10111设置在所述定子磁轭10121的顶部开口端，且可通过所述线圈固定座10111沿着所述定子磁轭10121滑动。

所述动子线圈10114上还设有连线端子101141，所述连线端子101141用于连接电源驱动，所述动子线圈10114通过所述电源驱动与所述定子磁铁10122相互作用产生的磁场力，以驱动所述动子1011沿所述定子磁轭10121做直线运动。通过所述连线端子101141与驱动电源接通，通过所述驱动电源使得所述动子线圈10114产生电磁感应，所述电磁感应与所述定子磁铁10122产生的磁场的相互作用产生磁场力，所述磁场力沿着所述定子磁轭10121的长度方向延伸。通过所述磁场力带动所述动子1011沿所述定子磁轭10121做直线运动。本发明提供的低压直线电机101所述定子磁轭10121的左右两侧及底部为相对固定结构，顶部及两端为开口。通过所述U型结构，方便将多个所述定子磁轭10121直线连接，所述动子1011可沿所述定子磁轭10121移动，从而实现直线电机的不同长度的组合。

在本发明一个实例中，所述磁铁定子1012为标准磁铁定子1012，标准定长（150mm、100mm）两种规格组成；可自由组合构建不同规格长度直线电机。

参阅图2，所述动子1011还包括硅钢叠片10113，所述硅钢叠片10113设置在所述动子线圈10114内。通过将所述硅钢叠片10113增强所述动子线圈10114的电磁感应强度。使得所述动子线圈10114的同样的电流的驱动下产生更大的磁场驱动力，从而更好地带动所述动子1011做直线运动。

参阅图2，还包括动子线圈固定座10112，所述动子线圈10114设置在所述动子线圈固定座10112内，通过所述动子线圈固定座10112与所述动子线圈10114相固定。通过所述动子线圈固定座10112将所述动子线圈10114进行固定，并通过所述动子线圈固定座10112固定到所述线圈固定座10111上。

参阅图2，所述动子线圈10114以三个为一组合，且沿着所述定子磁轭10121长度方向依次排列。以三个所述动子线圈10114为一组，图2中所述动子线圈10114为两组6个。通过设置多组所述动子线圈10114，从而增大所述动子1011的磁场驱动力。采用低压直流供电（≤60VDC），正弦波驱动，三个线圈为一组，线圈内衬硅钢叠片10113，增加其电机推力；另根据推力要求，可扩充到3组9个线圈，以增加电机驱动力；根据电机行程长度由磁铁定子1012两种规格组合行程各长度规格电机模组；从结构上实现不同组合满足不同场合运用需求。

参阅图2，所述定子磁轭10121设为多个，且沿着所述定子磁轭10121长度方向依次排列，相应地每个所述定子磁轭10121的两侧分别设有多个所述定子磁铁10122。如图2中所述示，包括第一定子磁轭101211和第二定子磁轭101212，两个定子磁轭10121的两端相互连接，相应的所述定子磁轭10121的两侧分别设有多个所述定子磁铁10122。通过上述设置，可将所述定子1012沿长度方向延伸。在一些直线流水线应用中，由于流水线的加工程序不同，流水线的长度也不同，通过设置多个所述定子磁轭10121及相对应的定子磁铁10122，使得所述定子1012可适应于不同长度的流水线。

另一方面，本发明还提供一种直线电机模组10，包括：上护罩102、模组基板109和上述的低压直线电机101，所述上护罩102上设有可直线运动的动子座103，所述动子座103上设有滑块104；参阅图3和图4，所述动子座103设置在所述上护罩102上。具体参图4，所述动子座103通过套接到方式设置在所述上护罩102上，可沿着所述上护罩102沿长度方向进行滑动。所述滑块104被固定到所述动子座103上，也就是，在所述动子座103滑动时，所述滑块104与所述动子座103整体滑动。

参阅图3和图4，所述模组基板109与所述上护罩102固定连接，所述模组基板109上设有导轨1091，所述动子座103可通过所述滑块104及导轨1091相互配合做直线运动；所述上护罩102和所述模组基板109固定连接。将所述直线电机模组10进行封装固定。所述模组基板109与所述上护罩102的相对应处设有导轨1091，所述滑块104及导轨1091相互配合，可对所述动子座103的滑动进行导向。

参阅图4，所述低压直线电机101的定子1012设置在所述模组基板109内，所述低压直线电机101的动子1011设置在所述动子座103上，用于带动所述动子座103做直线运动。通过将所述低压直线电机101的定子1012固定在所述模组基板109内。所述低压直线电机101的动子1011固定到所述动子座103上。也就是，通过所述低压直线电机101的动子1011可带动所述动子座103做直线运动。

在本发明的一个实例中，所述直线电机模组10为标准定长模组，所述标准定长模组最小长度规格L=250mm;最大长度规格L=2000mm;常规尺寸规格L=750、1000、1250、1500。

参阅图5，还包括：驱动器107，所述驱动器107设置在所述动子座103上，所述驱动器107与所述动子线圈10114上的连线端子101141电性连接，从而为所述动子线圈10114提供所述驱动电源。所述驱动器107固定到所述动子座103上，所述动子座103在所述动子1011的带动下移动时，所述驱动器107也跟随所述动子座103一起移动。也就是，所述驱动器107与所述动子线圈10114为相对固定的位置。通过相对固定的位置，使得所述驱动器107与所述动子线圈10114之间的连接线可相对固定。避免驱动器107与所述动子线圈10114之间繁琐布线。所述驱动器107用于产生驱动电源，所述驱动电源使所述动子线圈10114产生电磁感应。从而在所述定子磁轭10121内部的磁场作用下产生磁场力，所述磁场力驱动所述动子1011以及所述动子座103做直线运动。

参阅图4和图5，还包括：碳刷集电器108，所述碳刷集电器108设置在所述动子座103上，所述碳刷集电器108与所述驱动器107电性连接，所述碳刷集电器108上分别设有第一碳刷1081、第二碳刷1082、第三碳刷1083和第四碳刷1084；所述碳刷集电器108设置在所述动子座103上使得所述碳刷集电器108可跟随所述动子座103同步移动。使得所述碳刷继电器与所述驱动器107的位置相对固定。使得所述碳刷集电器108与所述驱动器107之间的连接线可相对固定。避免碳刷集电器108与所述驱动器107之间繁琐布线。

所述模组基板109上分别设有第一导电轨组件10921、第二导电轨组件10922、第三导电轨组件10923和第四导电轨组件10924，所述第一导电轨组件10921、第二导电轨组件10922、第三导电轨组件10923和第四导电轨组件10924分别与所述第一碳刷1081、第二碳刷1082、第三碳刷1083和第四碳刷1084电性连接，以通过所述第一导电轨组件10921、第二导电轨、第三导电轨和第四导电轨组件10924将外接电源及控制信号引导至连接至所述驱动器107。由于所述碳刷集电器108上的第一碳刷1081、第二碳刷1082、第三碳刷1083和第四碳刷1084与所述第一导电轨组件10921、第二导电轨组件10922、第三导电轨组件10923和第四导电轨组件10924滑动其电性连接，从而可将所述第一导电轨组件10921、第二导电轨组件10922、第三导电轨组件10923和第四导电轨组件10924的四路电信号引入到所述碳刷集电器108内，并通过所述碳刷集电器108将所述四路电信号引入到所述驱动器107上。在本发明的一个实施例中，所述四路电信号分别为输入的正负电源信号以及两路的控制信号。正负的电源及两路段控制信号通过所述碳刷集电器108引入到所述驱动器107，一方面给所述驱动器107提供供电电源；另一方面，通过控制信号给所述驱动器107发送控制指令，使所述驱动器107产生电源驱动。从而驱动所述低压直线电机101上的动子1011按设定的速度做直线运动。

参阅图6，在本发明的一个实施例中，所述驱动器107还包括：CAN总线接口和驱动端子1071，所述CAN总线接口与所述碳刷集电器108电性连接，所述碳刷集电器108通过所述CAN总线接口将所述外接电源及控制信号引导至所述驱动器107。

所述驱动端子1071与所述动子线圈10114电性连接，所述驱动器107通过所述驱动端子1071将所述外接电源驱动引导至所述动子线圈10114。需要说明的是，在本发明的一些其他实例中，也可以通过其他方式将所述外接电源及控制信号引导至所述驱动器107。并不限于上述的连接方式。

参阅图6，在本发明的一个实施例中，所述驱动器107还包括：RS232接口1072，所述RS232接口1072用于所述驱动器107的程序的下载更新和程序的调试。

参阅图5和图7，还包括储能电容1073和/或瓷片电容，所述储能电容1073设置在所述动子座103上，所述储能电容1073的两端分别与所述碳刷集电器108的外接电源输出端连接，所述储能电容1073用于将所述外接电源的输出进行电源储能；所述蓄能电容为大容量电容，通过所述储能电容1073可存储一定的电能。从而避免所述外接电源断电时，所述动子1011由于没有电源的驱动而出现突然停止现象。甚至导致所述动子座103上的别加工产品的滑落，造成不必要的损失。

参阅图7，所述瓷片电容设置在所述驱动器107上，所述瓷片电容的两端分别与所述碳刷集电器108的外接电源输出端连接，所述瓷片电容用于将所述外接电源的输出进行电源滤波。通过所述储能电容1073和瓷片电容的一大一小的组合可过滤掉导电轨与碳刷相对滑动的冲击振动产生的低频和高频波形。使得所述驱动器107上的电压更加的稳定。

参阅图7，还包括防撞光电开关和/或原点光电开关，所述防撞光电开关与所述外接电源及驱动器107电性连接，所述防撞光电开关为漫反射的工作方式，当动子1011前方遇到障碍达到警戒距离时用于紧急制动。

所述原点光电开关与所述外接电源及驱动器107电性连接，所述原点开关用于动子座103位置清零和进入轨道位置初始化。

继续参阅图2，所述动子1011的供电、信号都通过碳刷与导电轨的接触引入到电气***，供电电压在24-48V范围，在正极流入方向加入二极管避免反电动势进入造成器件烧毁。供电回路的两个电容一大一小的组合可过滤掉导电轨与碳刷相对滑动的冲击振动产生的低频和高频波形，大电容还承担着蓄能作用，有利于闯过导电轨对接裂缝处碳刷短时间脱离供电的现象。24V稳压管将供电电压的可变值折换成光电开关所需的电压值，原点开关用于动子1011位置清零和进入轨道位置初始化，防撞光电开关为漫反射的工作方式，当动子1011前方遇到障碍达到警戒距离时用于紧急制动。DB9接口通过CAN总线串口线与PC连接，用于软件设置调整动子1011控制参数与程序下载。

参阅图4和图5还包括：磁栅尺105和磁栅读数头106，所述磁栅尺105设置在所述上护罩102上；通过将所述磁栅尺105设置所述上护罩102上，使得所述磁栅尺105的位置相对固定。

所述磁栅读数头106设置在所述动子座103上，所述磁栅读数头106用于通过所述磁栅尺105获取所述动子座103的移动位置。通过将所述磁栅读数头106设置在所述动子座103上，使得所述磁栅尺105可跟随所述动子1011做一起做线运动，也就是，所述磁栅尺105与所述磁栅读数头106相对运动。通过所述磁栅读数头106读取所述磁栅尺105的相对位置，从而可获取所述动子座103的运动的相对位置。磁栅读数头106可与所述驱动器107信号连接，通过所述驱动器107将所述动子座103的相对位置传输至外接控制***。以对所述动子座103进行位移控制。

参阅图4，所述上护罩102上还设有磁栅尺贴附用下限凹槽1021，所述磁栅尺105设置在所述磁栅尺贴附用下限凹槽1021上。在本发明的一个实例中，所述磁栅尺贴附用下限凹槽1021与所述上护罩102的顶部相垂直设置，从而方便所述磁栅尺105的固定。参阅图5，所述磁栅读数头106设置在所述磁栅尺105固定的侧端，从而更好的读取所述磁栅尺105的位置信息。

再一方面，参阅图8，本发明还提供一种循环流水线体1，包括：固定台17、第一轨道13、第二轨道14、第一转台11和第二转台12；所述第一轨道13上设有一个或多个上述的直线电机模组10，多个所述直线电机模组10沿长度方向设置在所述固定台17上；设置多个所述直线电机模组10，通过组合的方式可将所述第一轨道13沿长度方向延长。在一个实施例中，所述第一轨道13也可以仅设为一个所述直线电机模组10。

对应地，所述第二轨道14上设有一个或多个上述的直线电机模组10，多个所述直线电机模组10沿长度方向设置，所述第一轨道13与所述第二轨道14平行设置在所述固定台17上；设置多个所述直线电机模组10，通过组合的方式可将所述第一轨道13沿长度方向延长。在一个实施例中，所述第一轨道13也可以仅设为一个所述直线电机模组10。

参阅图8，所述固定台17上还分别设定有第一加工装置15和第二加工装置16。所述第一加工装置15可对所述第一轨道13到上的工件进行加工，所述第二加工装置16可对所述第二轨道14到上的工件进行加工。所述第一轨道13、第二轨道14上的直线电机模组10的动子座103带动所述加工件进行直线位移。

所述第一转台11包括至少两个上述的直线电机模组10，所述直线电机模组10设置在所述第一轨道13、第二轨道14的一端，与所述第一轨道13、第二轨道14垂直设置在所述固定台17上，另一个所述电机模组设置在上述直线电机模组10的动子座103上，且与所述第一轨道13、第二轨道14平行设置；两个上述的直线电机模组10分别为第一转台直线模组30和第一转台横线模组20。

所述第二转台12包括至少两个上述的直线电机模组10，所述直线电机模组10设置在所述第一轨道13、第二轨道14的另一端，与所述第一轨道13、第二轨道14垂直设置在所述固定台17上，另一个所述电机模组设置在上述直线电机模组10的动子座103上，且与所述第一轨道13、第二轨道14平行设置；两个上述的直线电机模组10分别为第二转台12直线模组和第二转台12横线模组。

参阅图8和图9，所述第一轨道13、第二轨道14的两端分别设有一个转台。每个转台分别包括两个直线电机模组10，分别为转台直线模组和转台横线模组；设置在所述固定台17上的横线模组带动所述直线模组沿与所述第一轨道13、第二轨道14垂直方向运动，而直线模组带动所述动子座103沿与所述第一轨道13、第二轨道14平行方向运动。所述第一转台11和第二转台12分别与所述第一轨道13和第二轨道14平行设置。通过上述的第一转台11和第二转台12可对所述第一轨道13、第二轨道14上的加工工件进行轨道的变换。从而实现加工工件在不同轨道上进行不同工序的加工作业。

再一方面，参阅图10，本发明还提供一种流水线控制驱动***，包括：上述的循环流水线体1、电机模组工控机2和加工装置工控机6；所述电机模组工控机2与所述第一轨道13、第二轨道14上的直线电机模组10通信连接，以控制所述动子座103的位移；也就是，所述电机模组工控机2通过连接线与所述第一轨道13、第二轨道14上的直线电机模组10进行通信。例如，向所述直线电机模组10发送控制命令，以控制所述直线电机模组10上的动子座103的移动。从而带动所述动子座103上的工件位移。移动到加工装置的位置进行工具的加工作业。所述电机模组工控机2还可通过所述直线电机模组10读取设置在所述动子座103上的磁栅读数头106的数值，通过所述磁栅读数头106获取所述动子座103的具***移，以实现位移的精准控制。

所述电机模组工控机2还与所述第一转台11、第二转台12上的所述直线电机模组10通信连接，以控制所述动子座103的位移；也就是，所述电机模组工控机2通过连接线与所述第一转台11、第二转台12上的直线电机模组10进行通信。例如，向所述直线电机模组10发送控制命令，以控制所述直线电机模组10上的动子座103的移动。所述转台横线模组通过动子座103带动所述转台直线模组在所述第一轨道13、第二轨道14的两端移动，所述转台直线模组通过动子座103带动加工工具沿着所述第一轨道13、第二轨道14的长度方向移动。从而带动所述动子座103上的工件位移。实现工件的加工轨道上变换。所述电机模组工控机2还可通过所述直线电机模组10读取设置在所述动子座103上的磁栅读数头106的数值，通过所述磁栅读数头106获取所述动子座103的具***移，以实现位移的精准控制。

所述加工装置工控机6与所述电机模组工控机2及加工机器手通信连接，用于根据所述电机模组工控机2的位置信号控制所述加工机器手进行产品加工。参阅图10，所述加工装置工控机6可设为多个，从而对所述加工装置进行加工控制。所述加工装置工控机6通过与所述电机模组工控机2通信连接，以通过所述电机模组工控机2获取被加工工件的具***置，从而控制所述加工装置进行工件的加工。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述电机模组工控机2通过通信卡3与所述第一轨道13、第二轨道14上的直线电机模组10通信连接；所述电机模组工控机2可通过以太网的TCP/IP协议与所述通信卡3进行通信，所述通信卡3可通过CANopen（Controller AreaNetwork，CAN）协议与所述直线电机模组10进行通信。通过所述CANopen协议向所述直线电机模组10发送命令。

所述电机模组工控机2通过交换机4及输入输出端口控制器5与所述第一转台11、第二转台12上的直线电机模组10通信连接；参阅图10，可在所述第一转台11、第二转台12与所述交互机之间设有IO端口控制器，所述电机模组工控机2可通过以太网的TCP/IP协议与所述交换机4进行通信，所述交互机通过TCP/IP协议与所述IO端口控制器连接，通过所述IO端口控制器与所述第一转台11、第二转台12通信连接，以向所述第一转台11、第二转台12上的直线电机模组10发送命令。需要说明的是，所述IO端口控制器也可以上述的通信卡3，以通过CANopen协议与所述第一转台11、第二转台12的电机模组发送命令。

所述电机模组工控机2通过交换机4与所述加工装置工控机6通信连接。通过交换机4将所述电机模组工控机2及加工装置工控机6连接，以方便将多个所述电机模组工控机2及加工装置工控机6进行组网。

参阅图11，本发明的流水线控制方法，包括：在第一轨道13上设有第一原点A和第二原点C，并在第二轨道14上设有第三原点B。

第一原点A至第一转台11的坐标称为初始化进入坐标，用于动子1011找到初始化原点后上转台I的坐标。第二原点C至所述第一转台11的坐标称为换轨位置1坐标，用于动子1011从正向轨道上转台I的坐标。第三原点B至所述第二转台12的坐标称为换轨位置2坐标，用于动子1011由负向轨道上转台II的坐标。

通过控制放到所述第一轨道13上的所述动子1011经过原点A，并位移至所述第一转台11，通过所述第一原点A所述动子1011的初始位置确定。

所述原点A用于位置初始化，所述第一轨道13、第二轨道14刚上电时或动子1011刚装进轨道，动子1011（动子座103）无法确定自身具***置，启动前动子1011统一放到第一轨道13，依次顺序经过第一原点A，第一原点A在第一轨道13末端，再位移一个固定距离上第一转台11，以此来确定动子1011的位置。第一原点A仅在第一次识别动子1011位置使用，动子1011已确定自身位置后第一原点A失效，正常运转起来后使用第二原点B和第三原点C。

控制第一转台11运动，通过所述第一转台11将所动子1011移动至所述第二原点B，并通过所述原点B进行动子1011的起始位置确定，以所述起始位置零点对所述动子1011进行位移控制。

所述第二原点B用于进入第二轨道14的起始位置，动子1011的位移坐标在此处位置清零，为区别第一轨道13的坐标数据，第二原点B定义为负原点，因此第二轨道14坐标只有负值。

同理，第三原点C用于进入第一轨道13的起始位置，动子1011的位移坐标在此处位置清零，为区别第二轨道14的坐标数据，第三原点C定义为正原点，因此第一轨道13坐标只有正值。

本发明提供一种直线电机、电机模组、流水线体、***及控制方法。通过将多个标准模组拼接组合成循环流水线，即直线电机模组10可进行直线组合，以形成可选长度的流水线。直线电机模组10通过所述直线电机101驱动运动，所述直线电机101采用动子1011与定子1012的磁场力配合进行直线运动，且采用高精度磁栅读数头106进行位移的读取控制，充分利用直线电机的高速、高精度优势，满足精密电子产品生产高速、高精度组装要求。

以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种直线电机模组，其特征在于，包括：

上护罩，所述上护罩上设有可直线运动的动子座，所述动子座上设有滑块；

模组基板，所述模组基板与所述上护罩固定连接，所述模组基板上设有导轨，所述动子座可通过所述滑块及导轨相互配合做直线运动；

低压直线电机；

驱动器；

碳刷集电器；

储能电容和/或瓷片电容；

其中：

低压直线电机，包括：

定子，所述定子包括定子磁轭和定子磁铁，所述定子磁轭为U型结构，且为直线设置；

所述定子磁铁设为多个，多个所述定子磁铁分别设置在所述定子磁轭的两侧；

动子，所述动子包括动子线圈和线圈固定座，所述动子线圈设置在所述定子磁轭的所述U型结构内，并固定到所述线圈固定座上；

所述线圈固定座设置在所述定子磁轭的U型结构的开口端，且可沿所述定子磁轭做直线运动；

所述动子线圈上还设有连线端子，所述连线端子用于连接电源驱动，所述动子线圈通过所述电源驱动与所述定子磁铁相互作用产生磁场力，以驱动所述动子沿所述定子磁轭做直线运动；

所述动子还包括硅钢叠片，所述硅钢叠片设置在所述动子线圈内；

所述低压直线电机还包括动子线圈固定座，所述动子线圈设置在所述动子线圈固定座内，通过所述动子线圈固定座与所述动子线圈相固定；

所述动子线圈以三个为一组合，且沿着所述直线运动方向依次排列；

所述定子磁轭设为多个，且沿着所述定子磁轭长度方向依次排列，相应地每个所述定子磁轭的两侧分别设有多个所述定子磁铁；

所述低压直线电机的定子设置在所述模组基板内，所述低压直线电机的动子设置在所述动子座上，用于带动所述动子座做直线运动；

其中：

所述驱动器设置在所述动子座上，所述驱动器与所述动子线圈上的连线端子电性连接，从而为所述动子线圈提供驱动电源；

其中：

所述碳刷集电器设置在所述动子座上，所述碳刷集电器与所述驱动器电性连接，所述碳刷集电器上分别设有第一碳刷、第二碳刷、第三碳刷和第四碳刷；

所述模组基板上分别设有第一导电轨组件、第二导电轨组件、第三导电轨组件和第四导电轨组件，所述第一导电轨组件、第二导电轨组件、第三导电轨组件和第四导电轨组件分别与所述第一碳刷、第二碳刷、第三碳刷和第四碳刷电性连接，以通过所述第一导电轨组件、第二导电轨、第三导电轨和第四导电轨组件将外接电源及控制信号引导至连接至所述驱动器；

所述驱动器还包括：CAN总线接口和驱动端子，所述CAN总线接口与所述碳刷集电器电性连接，所述碳刷集电器通过所述CAN总线接口将所述外接电源及控制信号引导至所述驱动器；

所述驱动端子与所述动子线圈电性连接，所述驱动器通过所述驱动端子将所述外接电源驱动引导至所述动子线圈；

其中：

所述储能电容的两端分别与所述碳刷集电器的外接电源输出端连接，所述储能电容用于将所述外接电源的输出进行电源储能；

所述瓷片电容的两端分别与所述碳刷集电器的外接电源输出端连接，所述瓷片电容用于将所述外接电源的输出进行电源滤波。

2.根据权利要求1所述的直线电机模组，其特征在于，还包括：

磁栅尺，所述磁栅尺设置在所述上护罩上；

磁栅读数头，所述磁栅读数头设置在所述动子座上，所述磁栅读数头用于通过所述磁栅尺获取所述动子座的移动位置。

3.根据权利要求2所述的直线电机模组，其特征在于，所述上护罩上还设有磁栅尺贴附用下限凹槽，所述磁栅尺设置在所述磁栅尺贴附用下限凹槽上。

4.一种循环流水线体，其特征在于，包括：

固定台；

第一轨道，所述第一轨道上设有一个或多个权利要求1至3任意一项所述的直线电机模组，多个所述直线电机模组沿长度方向设置在所述固定台上；

第二轨道，所述第二轨道上设有一个或多个权利要求1至3任意一项所述的直线电机模组，多个所述直线电机模组沿长度方向设置，所述第一轨道与所述第二轨道平行设置在所述固定台上；

第一转台，所述第一转台包括至少两个权利要求1至3任意一项所述的直线电机模组，所述直线电机模组设置在所述第一轨道、第二轨道的一端，一个所述直线电机模组设置在所述固定台上，且与所述第一轨道、第二轨道垂直设置，另一个所述直线电机模组设置在上述直线电机模组的动子座上，且与所述第一轨道、第二轨道平行设置；

第二转台，所述第二转台包括至少两个权利要求1至3任意一项所述的直线电机模组，所述直线电机模组设置在所述第一轨道、第二轨道的另一端，一个所述直线电机模组设置在所述固定台上，且与所述第一轨道、第二轨道垂直设置，另一个所述直线电机模组设置在上述直线电机模组的动子座上，且与所述第一轨道、第二轨道平行设置。

5.一种流水线控制驱动***，其特征在于，包括：

权利要求4所述的循环流水线体；

电机模组工控机，所述电机模组工控机与所述第一轨道、第二轨道上的直线电机模组通信连接，以控制所述动子座的位移；

所述电机模组工控机还与所述第一转台、第二转台上的所述直线电机模组通信连接，以控制所述动子座的位移；

加工装置工控机，所述加工装置工控机与所述电机模组工控机及加工机器手通信连接，用于根据所述电机模组工控机的位置信号控制所述加工机器手进行产品加工。

6.根据权利要求5所述的流水线控制驱动***，其特征在于，

所述电机模组工控机通过通信卡与所述第一轨道、第二轨道上的直线电机模组通信连接；

所述电机模组工控机通过交换机及输入输出端口控制器与所述第一转台、第二转台上的直线电机模组通信连接；

所述电机模组工控机通过交换机与所述加工装置工控机通信连接。

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