CN104038014B - 三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器，属于循轨摩擦振动执行器技术领域。本发明所述定子下端盖弹簧的上端设有定子铁心支架，定子铁心支架的上端设有定子铁心，定子铁心上设有定子绕组，定子铁心的上部设有动子永磁体，动子永磁体与动子中心柱固定连接；所述定子绕组由六组绕组组成，间隔180⁰的两组绕组串联成为一相，三相绕组相差120⁰。本发明采用无电磁耦合的三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器，可以有效的提高焊接的质量，同时通过改变三相电源的电压幅值大小和频率可以控制焊接的速度和质量，从而实现了控制方便。因无传统的机械执行机构并采用无电磁耦合结构，所以结构简单、可靠性高。

Description

三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器

技术领域

本发明涉及一种三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器，属于循轨摩擦振动执行器技术领域。

背景技术

现有的循轨摩擦振动执行器采用机械执行机构，或电磁与机械耦合的执行结构实现循轨摩擦焊接。现有的循轨摩擦振动执行器体积庞大、结构复杂，可靠性差，控制难度大，同时焊接均匀性差，焊接效果一般。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即现有的循轨摩擦振动执行器体积庞大、结构复杂，可靠性差，控制难度大，同时焊接均匀性差，焊接效果一般。进而提供一种三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器，包括动子组件和定子组件，所述动子组件包括动子中心柱和动子永磁体；所述定子组件包括定子上端盖弹簧、定子下端盖弹簧、定子铁心、定子绕组、定子外壳、连接螺母、紧固螺母和定子铁心支架；所述动子中心柱和定子外壳之间为同心圆设置，所述定子上端盖弹簧设置在动子中心柱和定子外壳的上部，所述定子下端盖弹簧设置在动子中心柱和定子外壳的下部，定子上端盖弹簧上端的动子中心柱上设有紧固螺母，定子下端盖弹簧下端的动子中心柱上设有紧固螺母，定子上端盖弹簧与定子外壳之间连接有连接螺母，定子下端盖弹簧与定子外壳之间连接有连接螺母，定子下端盖弹簧的上端设有定子铁心支架，定子铁心支架的上端设有定子铁心，定子铁心上设有定子绕组，定子铁心的上部设有动子永磁体，动子永磁体与动子中心柱固定连接；所述定子绕组由对称的六组绕组组成，间隔180⁰的两组绕组串联成为一相，三相绕组相差120⁰。

本发明采用无电磁耦合的三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器，可以有效的提高焊接的质量，同时通过改变三相电源的电压幅值大小和频率可以控制焊接的速度和质量，从而实现了控制方便。因无传统的机械执行机构并采用无电磁耦合结构，所以结构简单、可靠性高。

附图说明

图1为本发明三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器的整体结构示意图；

图2为动子中心柱1的结构示意图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为动子永磁体2的剖面结构示意图；

图5为定子上端盖弹簧3的结构示意图；

图6为定子下端盖弹簧4的结构示意图；

图7为定子铁心5的剖面示意图；

图8为定子外壳7的结构示意图；

图9为动子中心柱1的结构示意图；

图10为定子铁心5和动子永磁体2的结构示意图（准Halbach永磁体阵列）。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1~图9所示，本实施例所涉及的一种三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器，包括动子组件和定子组件，所述动子组件包括动子中心柱1和动子永磁体2；所述定子组件包括定子上端盖弹簧3、定子下端盖弹簧4、定子铁心5、定子绕组6、定子外壳7、连接螺母8、紧固螺母9和定子铁心支架10；所述动子中心柱1和定子外壳7之间为同心圆设置，所述定子上端盖弹簧3设置在动子中心柱1和定子外壳7的上部，所述定子下端盖弹簧4设置在动子中心柱1和定子外壳7的下部，定子上端盖弹簧3上端的动子中心柱1上设有紧固螺母9，定子下端盖弹簧4下端的动子中心柱1上设有紧固螺母9，定子上端盖弹簧3与定子外壳7之间连接有连接螺母8，定子下端盖弹簧4与定子外壳7之间连接有连接螺母8，定子下端盖弹簧4的上端设有定子铁心支架10，定子铁心支架10的上端设有定子铁心5，定子铁心5上设有定子绕组6，定子铁心5的上部设有动子永磁体2，动子永磁体2与动子中心柱1固定连接；所述定子绕组6由对称的六组绕组组成，间隔180⁰的两组绕组串联成为一相，三相绕组相差120⁰。

所述永磁体2和动子中心柱1之间通过胶粘剂连接。

所述定子上端盖弹簧3和定子下端盖弹簧4均由三个相同的弹簧组成，使得动子中心柱只能在弹簧允许的范围内运动。

三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器是永磁式循轨摩擦焊机的动力源部件，其主磁路所在平面与动子组件的运动平面相互垂直。

该执行器主要由六个尺寸和结构完全相同的永磁直线振荡执行器组成，动子组件是准Halbach永磁体阵列，其结构如图10所示（箭头方向代表永磁体充磁方向）。它们分布在XY平面上相互间隔120度。从磁路上看，它们之间相互解耦。

在定子绕组中通过下面公式所示的对称三相正弦交流电压（相差120度电角度），则在动子组件上可产生无接触的、方向为径向的、幅值和相位可调的同步旋转电磁力。

式中的Um为相电压幅值，ω为激振力频率，以A相为参考。

动子组件在该电磁力的驱动下绕执行器的中心轴作匀速圆周运动，动子组件本身并不发生自转。运动部件与其中一个被焊工件固定在一起，这样该工件可以相对于固定的被焊工件作匀速圆周运动。由于快速的相对运动，两被焊工件的接触面上产生了摩擦热，使零件表面产生塑性变形并且熔合。然后，在顶锻压力的作用下，弹簧使运动工件返回初始位置并对中，停止振动摩擦。循轨摩擦振动执行器控制工件的振动频率、振动幅度和焊接时间，决定焊接头质量。通过控制加在定子线圈上电压特征（频率、大小等），可调节振幅的大小，还可实现变轨迹（圆形、椭圆）运行，满足不同的焊接需要。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器，包括动子组件和定子组件，其特征在于，所述动子组件包括动子中心柱（1）和动子永磁体（2）；所述定子组件包括定子上端盖弹簧（3）、定子下端盖弹簧（4）、定子铁心（5）、定子绕组（6）、定子外壳（7）、连接螺母（8）、紧固螺母（9）和定子铁心支架（10）；所述动子中心柱（1）和定子外壳（7）之间为同心圆设置，所述定子上端盖弹簧（3）设置在动子中心柱（1）和定子外壳（7）的上部，所述定子下端盖弹簧（4）设置在动子中心柱（1）和定子外壳（7）的下部，定子上端盖弹簧（3）上端的动子中心柱（1）上设有紧固螺母（9），定子下端盖弹簧（4）下端的动子中心柱（1）上设有紧固螺母（9），定子上端盖弹簧（3）与定子外壳（7）之间连接有连接螺母（8），定子下端盖弹簧（4）与定子外壳（7）之间连接有连接螺母（8），定子下端盖弹簧（4）的上端设有定子铁心支架（10），定子铁心支架（10）的上端设有定子铁心（5），定子铁心（5）上设有定子绕组（6），定子铁心（5）的上部设有动子永磁体（2），动子永磁体（2）与动子中心柱（1）固定连接；所述定子绕组（6）由对称的六组绕组组成，间隔180⁰的两组绕组串联成为一相，三相绕组相差120⁰。

2.根据权利要求1所述的三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器，其特征在于，所述永磁体（2）和动子中心柱（1）之间通过胶粘剂连接。

3.根据权利要求1所述的三相六单元永磁式循轨摩擦振动执行器，其特征在于，所述定子上端盖弹簧（3）和定子下端盖弹簧（4）均由三个相同的弹簧组成。