需求背景

    龙门加工中心是指主轴Z轴的轴线与工作台垂直设置的加工中心，整体结构是由双立柱和顶梁构成门式结构框架的大型加工中心机 ，双立柱中间还有横梁。尤其适用于加工大型工件和形状复杂的工件。有定梁式 (横梁固定、工作台移动/转动)，动梁式(横梁上下移动、工作台前后移动)动柱式(工作台固定，龙门架移动)，天车式(工作台固定，横梁移动)也有以上复合形式的多类龙门加工中心。加工的特性、能力、针对的产品加工用途也不完全一样。

随着现代控制理论和电子技术的发展, 对磁悬浮技术的研究已经进入了一个新的时代。磁悬浮列车和磁悬浮平台等技术都已成功应用磁悬浮原理, 而将磁悬浮技术应用于加工中心的研究还很少。在传统的龙门移动式加工中心中, 移动部件和静止导轨之间存在着摩擦, 限制了机床精度的提高，随着高精度加工技术的发展，许多精密仪器及工业设备均使用磁悬浮系统。

需解决的主要技术难题

    应用磁悬浮技术以电磁铁和静止导轨之间产生的吸力为基础将龙门加工中心的横梁悬浮在静止导轨上方, 同时采用永磁直线电动机进行推进驱动即能够实现高精度定位。机床的悬浮横梁在实际运行中, 要受到或弱或强的外界干扰的影响, 且由于所建模型的不确定性, 控制对象参数选择的误差以及测量误差等也都将对系统形成干扰。龙门移动式横梁两端垂直同步悬浮, 除了要求悬浮的高刚度以外, 还要保证悬浮的同步性、稳定性和精确性。 如何选择有效的控制法则，使受控的磁悬浮系统达到要求，是精密定位控制的重要课题。

拟实现的主要技术目标/具体指标

    希望达到的技术指标：定位精度（ISO）（mm）：0.01/1000； 

    重复定位精度（ISO）（mm）：0.008/1000；最大加速度（G）：0.2；

    最大快速进（X/Y/Z）（m/min）：48/48/36。