KR20090094536A

KR20090094536A - Linear motor

Info

Publication number: KR20090094536A
Application number: KR1020080019525A
Authority: KR
Inventors: 심보현
Original assignee: (주)이심기술
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2009-09-08

Abstract

A linear motor for a machine tool is provided to prevent a foreign material by coupling both ends of a bellows cover with a guide rail. A linear motor includes a stator(50) and a mover(51). Two permanent magnets(52,53) are arranged in parallel to the stator. A first iron core(54) is coupled in a lower part of each permanent magnet. A second iron core(55) is combined in an upper part of each permanent magnet. Coils are wound around the first iron core and the second iron core in a different direction to form four current modes. The current is applied to the first and second iron cores in the same direction.

Description

공작기계용 리니어모터{LINEAR MOTOR}Linear motors for machine tools {LINEAR MOTOR}

제 1도는 본 발명에 따른 리니어모터를 나타내 보인 개략적 단면구성도.1 is a schematic cross-sectional view showing a linear motor according to the present invention.

제 2도는 제 1도에서 도시된 본 발명 리니어모터의 A코일에 양의 여자 전류를 인가할 경우의 고정자와 이동자의 상관관계를 나타내 보인 도면.2 is a diagram showing the correlation between the stator and the mover when a positive excitation current is applied to the A coil of the linear motor of the present invention shown in FIG.

제 3도는 제 2도에서 도시된 본 발명 리니어모터의 A코일에 양의 여자 전류를 인가할 경우의 고정자와 이동자의 상관관계를 나타내 보인 도면.3 is a diagram showing the correlation between the stator and the mover when a positive excitation current is applied to the A coil of the linear motor of the present invention shown in FIG.

제 4도는 본 발명에 따른 모터 보호장치가 구비된 머시닝센터의 Z축 프레임과 전면 프레임을 도시한 사시도4 is a perspective view showing a Z-axis frame and a front frame of a machining center equipped with a motor protection device according to the present invention.

제 5도는 도 4도시 장치의 입면도5 is an elevation view of the apparatus shown in FIG.

제 6도는 본 발명에 따른 리니어모터를 공작기계에 장착시킨 사시도6 is a perspective view of mounting a linear motor according to the present invention on a machine tool

본 발명은 공작기계용 리니어모터에 관한 것으로서, 특히 가동자의 구조를 개량하여 단위면적당 자속밀도를 증가시킴으로서 성능향상 및 소형경량화가 도모되고, 공작물의 가공시 리니어모터 내에 이물질이 침입하는 것을 방지하도록 하는 장치가 장착된 리니어모터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear motor for a machine tool, and in particular, by improving the structure of the mover to increase the magnetic flux density per unit area, thereby improving performance and miniaturization, and preventing foreign substances from entering the linear motor when the workpiece is processed. It relates to a linear motor equipped with a device.

리니어모터는 직선운동을 하는 전동기로서, 그 원리는 유도전등기와 동일하다. 즉, 유도전동기가 교류전원에 접속되면 고정자 권선에는 회전자계가 생겨, 회전자에 전류가 유도되어 회전토오크가 생긴다는 것은 잘 알려져 있다.Linear motors are linear motors, the principle of which is the same as induction lamps. That is, it is well known that when an induction motor is connected to an AC power source, a rotor field is generated in the stator winding, and a current is induced in the rotor to generate a rotational torque.

상기한 바와 같은 구조를 가지는 종래의 리니어모터는 4개의 자극이 병렬적으로 연결되어 여자모드에 따라 한 펄스당1/4피치만큼 움직이며, 측면의 지지 및 주행을 영구자석의 자기흡인력을 이용하여 일정한 공극을 유지하면서 행하는데, 코어와 연결자로가 없어서 모터의 힘에는 영향을 주지 못하는 단점이 있다.In the conventional linear motor having the structure as described above, four magnetic poles are connected in parallel and move by 1/4 pitch per pulse according to the excitation mode. While maintaining a constant air gap, there is a disadvantage that does not affect the power of the motor because there is no core and the connector.

상기 본 발명에 의한 리니어모터에 있어서, 특히 상기 2개의 영구자석은 서로 자극이 상반되게 배치되어 있는 것이 바람직하며, 상기 제1철심코어와 상기 제2철심코어는 상호 역방향으로 코일이 권선되어 4종류의 전류 모드를 가지도록 된 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제1철심코어와 상기 제2철심코어는 동일한 방향으로 전류가 인가되는 것이 바람직하다.In the linear motor according to the present invention, in particular, the two permanent magnets are preferably arranged with mutually opposite magnetic poles, and the first iron core and the second iron core core are coiled in opposite directions to each other. It is desirable to have a current mode of. In addition, the first iron core and the second core core is preferably applied with a current in the same direction.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 리니어모터가 가지는 단점을 감안하여 이를 개선코자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가동자의 구조를 개량하여 단면구성도 자속밀도를 증가시킴으로서 고장의 주원인인 내부로 침입하는 금속등의 이물질에 의한 고장 및 부식등에 기인하므로 리니어모터를 보다 완벽히 보호하기 위한 머시닝센터의 모터 보호장치를 제공함에 있다.Therefore, the present invention was created in view of the drawbacks of the conventional linear motor as described above, and the object of the present invention is to improve the structure of the mover, thereby increasing the magnetic flux density in the cross-sectional configuration, thereby causing the main cause of failure. It is due to the failure and corrosion caused by foreign substances such as invading metals, so it provides the motor protection device of the machining center to protect the linear motor more completely.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 리니어모터는, 고정자와 가동자를 포함하여 이루어진 리니어모터에 있어서, 상기 가동자는 2개의 영구자석이 각각 상기고정자에 대해 나란하게 배치되고, 상기 각 영구자석의 일측에는 4극을 이루도록 코일이 권선된 제1철심코어가 결합되는 동시에 상기 각 영구자석의 타측에도 동일한 모듈을 이루도록 코일이 권선된 4극의 제2철심코어가 대칭적으로 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the linear motor according to the present invention includes a stator and a mover, wherein the mover includes two permanent magnets arranged side by side with respect to the stator. At one side, the first core core wound with coils to form four poles is coupled, and at the same time, the second core core with four poles wound with coils is symmetrically coupled to form the same module on the other side of each permanent magnet. do.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 리니어모터의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the linear motor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제 1도는 본 발명에 따른 리니어모터를 나타내 보인 개략적 단면구성도로서, 이를 참조하면 본 발명에 의한 리니어모터는 고정자(50)와 이에 대응하도록 배치된 가동자(51)를 포함하고, 상기 고정자(50)에 대해 나란하게 배치되는 2개의 영구자석(52,53)을 구비하며, 상기 각 영구자석(52,53)의 일측 즉, 하부에는 4극을 이루도록 코일이 권선된 제1철심코어(54)가 결합되어 있다. 이와 동시에, 상기 각 영구자석(52,53)의 타측 즉, 상부에도 동일한 모듈을 이루도록 코일이 권선된 4극의 제2철심코어(55)가 상기 제1철심코어(54)와 대칭적으로 결합된 구조를 이루고 있다.1 is a schematic cross-sectional view showing a linear motor according to the present invention. Referring to this, the linear motor according to the present invention includes a stator 50 and a mover 51 disposed to correspond thereto. Two permanent magnets 52 and 53 arranged side by side with respect to 50, and one side of each of the permanent magnets 52 and 53, that is, the lower portion of the first core core (54) coiled to form four poles ) Is combined. At the same time, the second pole core 55 of a four-pole coil wound symmetrically is coupled to the first core core 54 so as to form the same module on the other side of the permanent magnets 52 and 53, that is, the upper portion thereof. Structure.

제 2도는 제 1도에 도시된 본 발명 리니어모터의 A코일에 양의 여자전류를 인가할 경우의 고정자와 이동자의 상관관계를 나타내 보인 도면으로서 A코일에 양의 여자전류를 흐르게 하면 4극은 가산되어 안정하게 되고, 3극은 서로 상쇄되어 자속이 0이 되며,3극과 4극은 자기적 균형을 이루게 된다.FIG. 2 is a diagram showing the correlation between the stator and the mover when a positive excitation current is applied to the A coil of the linear motor of the present invention shown in FIG. 1. FIG. It is added and stabilized, and the three poles cancel each other so that the magnetic flux becomes zero, and the three poles and the four poles are in magnetic balance.

제 3도는 제 1도에 도시된 본 발명 리니어모터의 A코일에 양의 여자전류를 인가할 경우의 고정자와 이동자의 상관관계를 나타내 보인 도면으로, B코일에 양의 여자전류를 흐르게 하면 4극은 가산되어 안정하게 되고, 3극은 서로 상쇄되어 자속이0이되며, 1극과 2극은 자기적 균형을 이루게 한다.3 is a diagram showing the correlation between the stator and the mover when a positive excitation current is applied to the A coil of the linear motor of the present invention shown in FIG. 1. FIG. Are added and stabilized, the three poles cancel each other out and the magnetic flux becomes zero, and the first and second poles are in magnetic balance.

제 4도 및 제 5도 도시와 같이, Z축 프레임의 하면에는 리니어모터의 자석판과 가이드웨이 레일부가 구비되고, Y축 푸레임의 상부에는 리니어모터의 코일부와 가이드웨이의 블록부가 구비되는 데, 리니어모터의 자석판과 코일부는 외부로 노출되어 있어서, 작동시 이물질이 혼입되는 경우 설비의 손상을 야기할 수 있다.4 and 5, the lower surface of the Z-axis frame is provided with a magnet plate of the linear motor and the guideway rail portion, and the coil portion of the linear motor and the block portion of the guideway are provided on the upper portion of the Y-axis frame. In addition, since the magnetic plate and the coil of the linear motor are exposed to the outside, foreign matter may be mixed during operation, which may cause damage to the equipment.

이에 본 발명에서는 이들 부분을 보호하기 위하여 스핀들축의 하부에 별개의 벨로우즈커버를 장착하고 있는 데, 도 4도시와 같이, 벨로우즈커버의 양단부가 스핀들축의 양측에 설치된 가이드웨이 레일부에 결합하도록 구성하여 스핀들축이, Z축 프레임을 따라 이동시 벨로우즈 커버가 가이드웨이 레일부를 따라 이동할 수 있도록 하며, 이로써 칩과 같은 이물질의 침입을 차단하는 것이다.Accordingly, in the present invention, in order to protect these parts, a separate bellows cover is mounted on the lower part of the spindle shaft. As shown in FIG. 4, both ends of the bellows cover are configured to be coupled to guideway rail parts provided at both sides of the spindle shaft. When the shaft moves along the Z-axis frame, the bellows cover can move along the guideway rail, thereby preventing intrusion of foreign matter such as a chip.

따라서, 머시닝 센터에서 스핀들축을 Z축방향으로 이동시키는 리니어모터를 이물질의 침입으로부터 완벽하게 보호할 수 있다.Therefore, the linear motor which moves the spindle axis in the Z-axis direction at the machining center can be completely protected from intrusion of foreign matter.

또한, 본 발명에서 벨로우즈 커버의 향상을 가이드웨이 레일부의 형상과 동일하게 형성함으로써 이송의 원활함을 향상시킬 수 있다.In addition, in the present invention, by improving the bellows cover to form the same as the guideway rail portion, it is possible to improve the smoothness of the transfer.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 리니어모터는 종래의 구조에 있어서 LM가이드 또는 볼베어링과 같은 기계적 가이드방식이나 영구자석을 이용하여 가동자의 주행 안내를 하는 개별적인 구조로 인하여 자력을 제대로 활용하지는 못하였던 단잠을, 가동자를 동일한 모듈을 대칭적으로 구비한 구조로 개량함으로써 가동자의 자력을 대촉 강화시켜 성능향상 및 소형경량화를 도모할 수 있도록 한 것이다. 또한, 종래에는 모터의 용량을 높이기 위해서는 그에 따른 모터의 본체를 변경하였으나, 본 발명에 의한 가동자의 구조를 이용하면 인덕터의 모듈변경만으로도 가능하다.As described above, the linear motor according to the present invention did not properly utilize magnetic force in the conventional structure due to a mechanical guide system such as an LM guide or a ball bearing, or an individual structure for guiding the moving of the mover using a permanent magnet. By shortening the sleeper, the mover is designed to have the same module symmetrically, thereby enhancing the magnetic force of the mover, thereby improving performance and miniaturization. In addition, in the related art, in order to increase the capacity of the motor, the main body of the motor is changed accordingly. However, if the mover structure according to the present invention is used, it is possible to change only the module of the inductor.

보다 바람직하게는 본 발명에 벨로우즈 커버의 형상을 가이드웨이 레일부의 형상과 동일하게 추가 형성함으로써 이송의 원활함을 향상시킬 수 있고 고속으로 이송 시에도 와이퍼 부재가 배치된 슬라이드 커버와 벨로우즈 커버의 상호 작용으로 이물질의 침입을 완전히 방지할 수 있다.More preferably, in the present invention, the bellows cover has the same shape as that of the guideway rail, thereby improving the smoothness of the conveyance. It can prevent the entry of foreign matter completely.

..

Claims

고정자와 가동자를 포함하여 이루어진 리니어모터에 있어서, 상기 가동자는 2개의 영구자석이 각각 상기 고정자에 대해 나란하게 배치되고, 상기 각 영구자석의 일측에는 4극을 이루도록 코일이 권선된 제 1철심코어가 결합되는 동시에 상기 각 영구자석의 타측에도 동일한 모듈을 이루도록 코일이 권선된 4극의 제 2철심코어가 대칭적으로 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어모터.In a linear motor including a stator and a mover, the mover includes two permanent magnets arranged side by side with respect to the stator, and a first iron core core wound with coils to form four poles on one side of each permanent magnet. And a four-pole second core core wound with coils symmetrically coupled to each other to form the same module on the other side of each permanent magnet.

제1항에 있어서, 상기 2개의 영구자석은 서로 자극이 상반되게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어모터,The linear motor according to claim 1, wherein the two permanent magnets are arranged to have opposite magnetic poles.

제1항에 있어서, 상기 제1철심코어와 상기 제2철심코어는 상호 역방향으로 코일이 권선되어 4종류의 전류 모드를 가지도록 된 것을 특징으로 하는 리니어모터.The linear motor according to claim 1, wherein the first core core and the second core core are wound in opposite directions to have four types of current modes.

제1항에 있어서, 상기 제1철심코어와 상기 제2철심코어는 동일한 방향으로 전류가 인가되는 것을 특징으로 하는 리니어모터.The linear motor of claim 1, wherein a current is applied to the first core core and the second core core in the same direction.

Z축 프레임의 상부에 결합되어 상면으로부터의 이물질 침입을 차단하는 슬라이드 커버와 Y축 프레임의 전면에 결합되어 전면으로부터의 이물질 침입을 차단하 기 위한 전면커버와 Y축 프레임에 장착된 전면커버와 슬라이드 커버 사이의 틈새로 이물질 침입을 차단하도록 상기 전면 커버에 결합되어 배치되는 와이퍼 부재와:A slide cover coupled to the upper part of the Z-axis frame to block foreign matters from the upper surface and a front cover and slide attached to the front of the Y-axis frame to block foreign matters from the front and a front cover and slide mounted to the Y-axis frame. A wiper member disposed to be coupled to the front cover to prevent foreign matter from entering into the gap between the cover;

Y축 프레임 상부에 배치된 리니어모터의 코일부와 Z축 프레임의 하부에 장착된 리니어모터의 자석판을 이물질로부터 보호하기 위하여 전면커버와 슬라이드 커버의 접촉부 사이에 설치되고, 양단부 형상이 Y축 프레임 상부에 배치된 가이드웨이 레일부의 형상과 동일하게 구성된 벨로우즈 커벌를 구비하는 것을 특징으로 하는 머시닝 센터의 모터 보호장치.In order to protect the coil part of the linear motor disposed on the Y-axis frame and the magnet plate of the linear motor mounted on the lower part of the Z-axis frame from foreign substances, the front cover and the slide cover contact part are installed between both ends. Motor protection device for a machining center characterized in that it comprises a bellows cockle configured in the same way as the guideway rail portion disposed in the.