线性电动机的冷却控制装置及方法 本发明涉及一种线性电动机的冷却控制装置及其冷却控制的方法，特别是涉及一种通过检测由线性电动机所产生的热量之后，用冷却扇和空气喷嘴来冷却线性电动机的线性电动机的冷却控制装置及其冷却控制方法。
一般的线性电动机如图6所示，由固定元件10和可动元件20所组成。上述固定元件10做成在U字形框架11内部的两侧隔开一定的间隔设置了许多个永久磁铁12。上述可动元件20在“一”字形框架21的下部具有线圈组22。上述线圈组22是将多个线圈22a以一定的间隔布置之后模制而成。
当上述线圈组22接通驱动电源(图中未表示)时，电流便从线圈组22中流过，在设置于固定元件10内部两侧的多个永久磁铁12与线圈组22之间产生磁场，借助于这个磁场，就能产生使可动元件移动所需要的推力。
当长时间地一直接通上述驱动电源时，就会在线圈22a中产生因负荷过大而引起的大量热量。当在上述线圈22a中的负荷过大时，会引起可动元件20的“一”字形框架21的热变形，或者，由线圈22a所产生的热量会传导到固定元件10的“U”字形框架11上，使固定元件10也发生热变形。
如上所述，如果固定元件和可动元件发生了热变形，就会使得应用在高速和精密机械技术领域内的线性电动机出现功能失常。在线性电动机的功能失常的情况下，就会出现使多个采用线性电动机的机械受到致命地损坏的问题。
因此，本发明的目的是提供一种线性电动机的冷却控制装置及其冷却控制的方法，它能检测到与线性电动机中所产生的热量相对应的温度，如果所检测到的温度超过预先设定的规定温度时，它能通过控制设置在固定元件上的冷却扇和开关供给可动元件的空气的空气阀，来冷却线性电动机。
本发明的另一个目的是提供这样一种线性电动机的冷却装置及其冷却控制方法，它能将检测到的线性电动机的温度与预先设定的规定温度进行比较，如果在预先设定的温度以下，它能切断为冷却线性电动机用的冷却扇和空气。
为达到上述目的，按照本发明的线性电动机的冷却控制装置由下列各种部件组成：带有第一温度传感器，并且在其规定部位设有散热板和至少一台以上冷却扇的固定元件；带有第二温度传感器，并且在它的上面设有散热板的可动元件；在检测到可动元件的位置后产生位置信号的编码器；接受来自第一和第二温度传感器的信号，将进行转换作为第一和第二温度检测信号输出的模-数(A/D)转换部件；产生控制用于冷却固定元件与可动元件中发生的热量的多台冷却扇控制信号和空气阀控制信号的控制器；将多台冷却扇控制信号和空气阀控制信号转换成多个驱动信号，并将它们分别传送到上述多台冷却扇和空气阀的数-模(D/A)转换部件；以及为向线圈组提供驱动信号用的可动元件的激励器。
此外，按照本发明的线性电动机的冷却控制方法由下列各步骤组成：使可动元件向规定的方向动作的步骤(S11)；使用分别设置在固定元件和可动元件上的第一和第二温度传感器31、32测定上述固定元件和可动元件的温度Ts、Tm的步骤(S12)；把上述温度Ts、Tm与预先设定的规定温度(比较值)进行比较，看它是否高出规定温度的步骤(S13)；当上述温度Ts、Tm高于比较值时，计算其温度差的步骤(S14)；把上述计算出来的温度差换算成温度增益的步骤(S15)；以及控制器以与上述温度增益相适应的方式控制第一和第二冷却扇14a、14b和空气阀33的步骤(16)。
下面参照附图详细描述本发明的线性电动机冷却控制装置及其方法的实施例。附图中：
图1是适用于按照本发明一实施例的线性电动机的冷却控制装置的线性电动机的透视图；
图2是图1中所示的线性电动机的平面图；
图3是图1中所示的线性电动机的侧视图；
图4是图1中所示的冷却装置的控制装置的框图；
图5是表示线性电动机的冷却控制方法的流程图；
图6是以往的线性电动机的示意透视图。
如图1至图3所示，按照本发明的线性电动机的冷却控制装置在固定元件10的U字形框架11外侧的规定部位上设有散热板13，在其内侧的规定部位设有第一温度传感器31。此外，在可动元件20的一字形框架21的上部设有散热板23，在该框架的一端设有第二温度传感器32。
此外，上述第一温度传感器31的结构能在检测到固定元件10的温度后产生温度信号，上述第二温度传感器32的结构能在检测到可动元件20的温度后产生温度信号。在上述散热板13的外侧设有至少一台以上的冷却扇14a。在本实施例中，为上述散热板13采用了一共两台，第一和第二冷却扇14a、14b。
在上述可动元件20的上部布置了由空气阀33开关的空气喷嘴33a，在可动元件20过热时能为其提供空气进行冷却。
如图2和图3所示，设置了为检测上述可动元件20的位置和速度用的编码器35，该编码器35是一种线性编码器，它由显示部件35a与设置在上述可动元件20一侧的光传感器35b所组成。在上述显示部件35a的一侧设有编码器的周围传感部件34，该编码器的周围传感部件34测定编码器35周围的环境，产生模拟信号的周围环境信号。即，编码器的周围传感部件34由能测定编码器35周围所产生的湿度、温度和压力的传感器所组成。
另一方面，如图4所示，为使上述可动元件20向规定的方向作直线运动，控制器42能产生并向可动元件激励器44输出位置控制信号(POS)，速度控制信号(VEL)，以及加速度控制信号(ACC)等驱动控制信号。在可动元件的激励器44接收到由控制器42输出的位置控制信号(POS)，速度控制信号(VEL)，以及加速度控制信号(ACC)等驱动控制信号后，便产生向线圈组22输出的驱动信号。
可动元件的激励器44根据所接收到的位置控制信号(POS)，速度控制信号(VEL)，以及加速度控制信号(ACC)等驱动控制信号，产生为传送到可动元件20的线圈组22中去的驱动信号。根据所接收到的驱动信号，电流便流入线圈组22中，由于该电流的流入，便在设置在固定元件10的多个永久磁铁12与线圈组22之间产生磁场，由于这一磁场，就产生了推动可动元件20的推力。可动元件20便借助于该推力而作直线运动。
当长时间向上述线圈组22供电时，线圈组22中就会产生热量。在上述线圈组22中产生的热量就会传导到可动元件20的一字形框架上去。
此时，可使用分别设置在固定元件10和可动元件20上的散热板13、23，多台第一和第二冷却扇14a、14b，以及空气喷嘴33a来冷却所产生的热量。
此外，在不足以通过散热板13来不及散发所产生的热量时，设置在散热板13两侧的第一和第二冷却扇14a、14b就能使热量迅速地散发出去。
另一方面，与利用散热板13、第一冷却扇14a和第二冷却扇14b把热量向外部散发的固定元件10不同，可动元件20是通过设置在上面的散热板23，把由线圈组22所传导过来的热量向外散发出去的。可以利用空气迅速地把线圈组22所产生的热量排到外部去。空气是从外部供应的，空气的开关由空气阀33来控制。当空气阀33打开时，空气便通过空气喷嘴33a喷射到线圈组22上，强制地冷却了线圈组22中所产生的热量。
如图2和图4所示，上述编码器35在检测到可动元件20的速度和位置之后，便产生编码器信号，然后，用A/D转换部件41把编码器检测到信号转换成数字信号，由控制器42来接受这种信号。上述控制器42利用所接收到的编码器所检测到的信号来判定目前可动元件的位置和速度。然后，当上述可动元件20的速度快于预先规定的速度时，以及由于负荷过大而使可动元件20的线圈组22和固定元件10的永久磁铁12之间产生很多热量时，为了使第一冷却扇14a、第二冷却扇14b以及空气阀33工作，上述控制器42便发出第一和第二冷却扇的控制信号和控制阀的控制信号，由D/A转换部件43将其转换成模拟信号，分别控制第一冷却扇14a、第二冷却扇14b和空气阀33。
另一方面，如图5所示，本发明的线性电动机的冷却控制方法由下列各步骤组成：使可动元件20向规定的方向动作的步骤(S11)；使用分别设置在固定元件10和可动元件20上的第一和第二温度传感器31、32来测定上述固定元件10和可动元件20的温度Ts、Tm的步骤(S12)；把上述温度Ts、Tm与预先设定的规定温度(比较值)进行比较，看它是否高出规定温度的步骤(S13)；当上述温度Ts、Tm高于比较值时，计算其温度差的步骤(S14)；把上述计算出来的温度差换算成温度增益的步骤(S15)；以及控制器以与上述温度增益相适应的方式控制第一和第二冷却扇14a、14b和空气阀33的步骤(S16)。
在上述测定固定元件10和可动元件20的温度Ts、Tm的步骤(S12)中，上述第一和第二温度传感器31、32分别检测固定元件10和可动元件20中所产生的热量，然后产生并输出模拟信号的第一和第二温度信号。上述第一和第二温度信号由A/D转换部件转换成数字信号，作为第一和第二温度检测信号输入到控制器42。
在把上述温度Ts、Tm与预先设定的规定温度(比较值)进行比较，看它是否高出规定温度的步骤(S13)中，控制器42在将上述温度Ts、Tm储存之后，与预先设定的比较值进行比较。
在上述控制器42控制第一和第二冷却扇14a、14b和空气阀33的步骤(S16)中，控制器42产生第一和第二冷却扇的控制信号和空气阀的控制信号，用D/A转换部件43分别将它们转换成模拟信号的第一到第三驱动信号，驱动有温度增益的第一和第二冷却扇14a、14b和空气阀33，从而使线性电动机冷却。
并且，在上述控制器42控制第一和第二冷却扇14a、14b和空气阀33的步骤(S16)中，当由固定元件和可动元件所产生的热量没有减少的情况下，还可以进一步包含控制可动元件20的速度、加速度的步骤(S17)。即，用控制器42来降低可动元件20的速度、加速度，在规定的时期内使其进行低速运动，以便使它冷却到规定的温度。
如上所述，根据固定元件和可动元件中所产生的热量的程度，可以借助于调整第一冷却扇、第二冷却扇和空气阀，使线性电动机冷却，从而能提高冷却的效率。此外，通过控制可动元件的速度、加速度，还可以防止由于发热而使线性电动机的性能下降，以及固定元件和可动元件的热变形。
如上所述，按照本发明的线性电动机的冷却控制装置及其冷却控制方法，在检测到固定元件和可动元件的温度后，能将该检测到的温度与预先设定的规定温度进行比较，如果超过预定的温度，可通过调整第一冷却扇、第二冷却扇和空气阀来冷却固定元件和可动元件，使其始终保持在规定的温度下，能取得防止线性电动机由于发热而降低性能，和防止固定元件与可动元件的热变形的效果。