放電加工機的管型線性馬達的製作方法
2023-06-08 03:21:11 1
專利名稱：放電加工機的管型線性馬達的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種運用在放電加工機的上的創新管型線性馬達，特別是指一種使用在放電加工機垂直軸的管型線性馬達，其是將動子及加工心軸滑設於該定子的軸心位置，而利用定子(或動子)的線圈導電後產生的電磁力致動，且使動子受到穩定的電磁力帶動，而中空的加工心軸更可以在中空管徑內安裝各式導線，藉此減少線性馬達的體積、降低控制複雜度。
背景技術：
請參閱圖1所示，目前一般市面上新式的高速放電加工機的垂直軸工作頭都使用線性馬達，且習用線性馬達皆利用二側的線圈組10同步產生上、下方向的電磁引導力量(例如美國專利第US6,353,199B1號)，該線圈組10的內預設有多段線圈13，且在二側線圈組10之間以滑軌導設有一垂直軸工作頭11，另在該垂直軸工作頭11表面上裝設有多塊磁鐵12，且該磁鐵12對應配合多道線圈13在線圈組10上依序產生的電磁引導力量，藉由該電磁引導力量可以產生該垂直軸工作頭11上、下動作的運作力量；此種習用的放電加工機線性馬達早已運用在新式高速放電加工設備上，但是，此種線性馬達仍會在使用時產生下述的缺陷其一，由於習用在二側線圈組10之內皆預設有多段線圈13，並且要分別定序控制各個線圈13的電磁力，因此，此种放電加工機線性馬達的控制電路系統十分繁雜，外圍配線上也較為複雜，致使控制系統、配線系統的成本也必然較高，造成產品售價居高不下的問題。
其二，習用線性馬達的垂直軸工作頭11、磁鐵12是位於二側線圈組10之間，故二側線圈組10之間的磁力校正十分重要，否則垂直軸工作頭11將會受到二側不均磁力的影響而受損，也使產品壽命大幅降低、作業狀況發生不良。
其三，由於習用線性馬達的垂直軸工作頭11及位於二側的線圈組10必須排列設置，因此，習用的線性馬達組件體積會比較大，也使放電加工機可以運用的空間更形縮小。
由於習用於放電加工機的線性馬達具有如上多項問題，因此，現今的研發方向也已朝向提供不易產生磁力混亂、安裝配線簡易、利用低價組件、無需經常校檢的研發方向，以上目標也是本發明人研發本發明結構的動機。
發明內容
本發明的第一目的，是提供一種成本較低的放電加工機的管型線性馬達，本發明是將具有垂直軸工作頭的動子滑設於定子(包含線圈)的軸心位置，單一的線圈設置於定子中(或是動子)不但可以降低以往線性馬達多線圈的控制複雜度，且線圈本身的數量、成本也獲得降低；因此，本發明確實可以降低垂直軸工作頭的成本。
本發明的第二目的，是提供一種力量較大、體積較小放電加工機的管型線性馬達，本發明是將加工心軸、動子皆滑設於定子之內，而加工心軸更可以在其中空管徑內安裝各式導線，故能充份運用所有的空間(體積佔用較少)，另外，由於本發明單一線圈的撓卷半徑較大、較長，且動子四周都會接收到電磁力量，故其產生的電磁力也會提升，藉此，本發明可以在較小的體積下產生相同力量的運作。
本發明的第三目的，是提供一種無需過度校正、檢測工作的放電加工機的管型線性馬達，本發明是一種管型線性馬達，運用加工心軸、動子、定子與線圈的同心穿設方式，使線圈的電磁力可以十分容易的平均吸引該動子，使動子與定子之間的吸力平衡，減少加工心軸的負擔及影響。
為達到上述發明目的，所採用的技術方案如下一种放電加工機的管型線性馬達，是組裝在放電加工機垂直軸上，其特徵在於一定子，是一中空的管件，其被固設在放電加工機的預設位置；一加工心軸，是一中空的管件，其被定位在該定子的軸心位置，而加工心軸的內側可供導線配設，且該加工心軸與放電工作頭連接；線圈，裝設在定子上，且線圈的電能方向受放電加工機的控制系統所控制；一動子，是一中空的管件，其設於該加工心軸及定子之間，而該動子會受電磁力產生導引位移，該動子是受該線圈的電磁力而相對於該定子滑動位移。
該動子上環設有對應該線圈的永久磁鐵，且各永久磁鐵與該線圈的距離相同，該永久磁鐵會受電磁力而發生導引位移，且該永久磁鐵受該線圈產生的電磁力而帶動該動子滑動位移。
該加工心軸、動子及定子皆為方型管件，藉以發揮方型構件的定位效果。
該動子的外壁上設有線圈，以產生電磁力而帶動該動子滑動位移。
該放電加工機垂直軸的管型線性馬達，其是將動子及加工心軸滑設於該定子的軸心位置，而利用定子(或動子)的線圈導電後產生的電磁力致動，且使動子受到穩定的電磁力帶動，而中空的加工心軸更可以在中空管徑內安裝各式導線，藉此減少線性馬達的體積、降低控制複雜度。
有關本發明為達成上述目的、所採用的技術，手段及其它功效，茲列舉一較佳可實施例並配合圖式詳細說明如後，相信本發明的目的、特徵及其它優點，當可由之得一深入而具體的了解。
圖1是習用結構示意圖。
圖2是本發明實施例的分解立體圖。
圖3是本發明實施例的組合剖視圖。
圖4是本發明另一實施例的分解立體圖。
圖號部份線圈組10 垂直軸工作頭11磁鐵12線圈13定子20線圈30加工心軸40中空管徑41動子50永久磁鐵51方型加工心軸60方型動子61方型線圈62方型定子63永久磁鐵64導線70具體實施方式
首先請參閱圖2、3所示的最佳實施例，本發明是由一定子20、一線圈30、一加工心軸40及一動子50共同組成，且是組裝在放電加工機上，其詳細結構說明如下該定子20，是一中空的管件，其被固設在放電加工機的預設位置；該線圈30，是旋卷裝設在定子20的內壁壁面，且該線圈30的電能方向受放電加工機的控制系統所控制；該加工心軸40，是一具有中空管徑41的管體，其中空管徑41內安裝各式導線70，而加工心軸40是定位在該定子20的軸心位置，且該加工心軸40是用以進行預設的放電加工工作；該動子50，是一中空的管件，且設置於該加工心軸40之外，並可以相對滑動，該動子50上裝設有放電加工機具的垂直軸工作頭此預設構件並非本發明唯一使用模式，在動子50上環設有對應該線圈30的永久磁鐵51，且各永久磁鐵51與該線圈30的距離相同，而該永久磁鐵51材質會與電磁力產生導引位移，藉由該永久磁鐵51受該線圈30產生的電磁力可帶動該動子50及加工心軸40滑動位移，藉此，該加工心軸40上的垂直軸工作頭會對應工作物表面進行快速放電後的縮回清潔作業；以上所述，即為本發明各相關組件的相互關係位置及其構造的概述。
為了清楚說明本發明的作動方式與功效，再請配合參閱圖3所示本發明主要實施例的作動剖視圖，其中由於本發明的加工心軸40端部的放電工作頭受放電加工機控制而進行預設的放電加工工作，故在每次的放電加工工作之後便會在放電工作頭周側餘留許多廢料，此時，本發明在動子50上裝設的放電加工機具垂直軸工作頭必須運作清理廢料(此預設工作頭是為清潔之用)；該定子20的壁面上的線圈30首先通電產生向下的電磁導引力量，而該永久磁鐵51材質會與電磁力產生導引位移，藉由該永久磁鐵51受該線圈30產生的電磁力可帶動該動子50及加工心軸40滑動位移，而該動子50便藉由永久磁鐵51對應線圈30的電磁導引力向下位移作動，此時，由於各永久磁鐵51與該線圈30的距離相同，且動子50周側同時受到該線圈30發出的電磁導引力，故該動子50會以穩定的狀態下帶動該加工心軸40及放電工作頭高速滑縮，而放電工作頭縮回後的位置恰好被衝洗溶液衝洗清理(餘留的廢料被衝掉)，最後，該定子20內的線圈30就會通逆向電流產生向上的電磁導引力量，致使動子50立即帶動該加工心軸40及放電工作頭以穩定的狀態縮回；由上述說明可知，本發明動子50上的垂直軸工作頭會在平均穩定的電磁力量帶動下進行位移，確保本發明各組件在快速作動下的運作穩定性，且本發明僅利用一個線圈30產生電磁導引力的方式，不但消除了線圈相互影響的問題，更以單一的線圈30降低以往線性馬達多線圈的控制複雜度，且線圈30本身的數量、成本也獲得降低。
值得一提的是，由於本發明是將加工心軸40、動子50、線圈30皆同心配設在該定子20的管徑之內，故本發明能夠充份運用所有的空間無需像習用線性馬達必須對應排列，而且各導線70可以藉該加工心軸40的中空管徑41進行配設，故本發明確實比習用佔用較少的體積；另一方面，由於本發明單一線圈30的撓卷半徑較大、較長，且動子50四周都會接收到線圈30的電磁力量，故本發明產生的電磁力也會較習用產品更為提升。
最重要的是，由於本發明是一種管型套設方式的線性馬達，加工心軸40、動子50、線圈30皆同心配設在該定子20的管徑之內，故本發明的線圈30電磁力可以同步平均吸引該動子50，完全消除習知產品的磁力混亂問題，而定位中心的技術更較習用定位技術簡易(習用必須在二側磁力組件之間定位被動件)，故本發明的動子50運作不會受到其它的線圈電磁力的影響。
再請參閱本發明圖4的另一實施例，本發明可以採用方型加工心軸60、方型動子61、方型線圈62及同樣的方型定子63套組而成，方型動子61外側設有永久磁鐵64，由於方型管本身結構具有一維定位效果，故本實施例的運作精確度、穩定性將會更佳。
在此仍需一提的是，本發明定子20上的線圈30可以跟動子50上的永久磁鐵51相互置換，同樣具有上、下位移的效果，此項變換僅是本發明技術的變換運用之一，故其仍未脫離本發明的保護範圍。而永久磁鐵51是為了產生一個相對於線圈30的磁場，在設計上亦可以使用另一組線圈未顯示來替代永久磁鐵51的產生磁場的功能。此外，鐵磁性材料在磁場中會有磁化現象，因此，動子50上的永久磁鐵51亦可使用一般的鐵磁性材料替代。
綜上所述，本發明的創新結構設計是由一定子、一動子、一線圈、一加工心軸等構件配合而成，其中，該動子套設固定在一中空的加工心軸上，且動子及加工心軸滑設於該定子的軸心位置，而該預設線圈被設置在定子(或是動子)之內，藉由線圈導電後產生的電磁力致使該動子在加工心軸上直線往復作動(加工心軸上制設有預設構件，例如放電工作頭)；藉此，在定子軸心作動的動子會受到十分穩定的電磁力帶動，並較習用機構的體積更小，而加工心軸更可以在其中空管徑內安裝各式導線，降低以往線性馬達的控制複雜度，藉以大幅降低本發明的體積及成本。
權利要求
1.一种放電加工機的管型線性馬達，是組裝在放電加工機垂直軸上，其特徵在於一定子，是一中空的管件，其被固設在放電加工機的預設位置；一加工心軸，是一中空的管件，其被定位在該定子的軸心位置，而加工心軸的內側可供導線配設，且該加工心軸與放電工作頭連接；線圈，裝設在定子上，且線圈的電能方向受放電加工機的控制系統所控制；一動子，是一中空的管件，其設於該加工心軸及定子之間，而該動子會受電磁力產生導引位移，該動子是受該線圈的電磁力而相對於該定子滑動位移。
2.根據權利要求1所述的放電加工機的管型線性馬達，其特徵在於該動子上環設有對應該線圈的永久磁鐵，且各永久磁鐵與該線圈的距離相同，該永久磁鐵會受電磁力而發生導引位移，且該永久磁鐵受該線圈產生的電磁力而帶動該動子滑動位移。
3.根據權利要求1所述的放電加工機的管型線性馬達，其特徵在於該加工心軸、動子及定子皆為方型管件，藉以發揮方型構件的定位效果。
4.根據權利要求1所述的放電加工機的管型線性馬達，其特徵在於該動子的外壁上設有線圈，以產生電磁力而帶動該動子滑動位移。
全文摘要
本發明是提供一种放電加工機的管型線性馬達，其主要是由一定子、一動子、一線圈、一加工心軸等構件配合而成，其中，該動子套設固定在中空的加工心軸上，且動子及加工心軸滑設於該定子的軸心位置，而該預設線圈被設置在定子(或是動子)之內，藉由線圈導電後產生的電磁力致使該動子在加工心軸上直線往復作動(加工心軸上制設有預設構件，例如放電工作頭)；藉此，在定子軸心作動的動子會受到十分穩定的電磁力帶動，並較習用機構的體積更小，而加工心軸更可以在其中空管徑內安裝各式導線，降低以往線性馬達的控制複雜度，藉以大幅降低本發明的體積及成本。
文檔編號B23H7/28GK1747291SQ20041007450
公開日2006年3月15日 申請日期2004年9月6日 優先權日2004年9月6日
發明者蕭舜興 申請人:大銀微系統股份有限公司