直線電機在髙速、高精度層面的發(fā)展趨勢首先推薦在當(dāng)代機床業(yè)中的運用。過去機床的驅(qū)動設(shè)備依靠絲桿螺母驅(qū)動,絲桿螺母驅(qū)動自身就具備一系列不利條件,包含:長短限定、機械設(shè)備背隙、摩擦、歪曲、牙距一周期時間偏差、較長的震動衰減系數(shù)時間、與電動機的耦合慣量及其滾珠絲杠的徑向縮小等。每個這種要素均限定了傳統(tǒng)驅(qū)動設(shè)備的高效率和精度。當(dāng)機器設(shè)備損壞時,務(wù)必通過不斷調(diào)整以保證需要精度。直線電機驅(qū)動技術(shù)性能夠確保非常高的性能水平及其比過去的將轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)換為直線運動的電機驅(qū)動設(shè)備具有更高的高效率和簡便性,具備過去驅(qū)動設(shè)備沒法超過的髙速、高精度。
機床運用直線電機的優(yōu)點可簡短地敘述為以下內(nèi)容,即:
1高響應(yīng)性
一般來講,電氣元器件比機械設(shè)備傳動件的動態(tài)響應(yīng)時間要小幾個量級。由于系統(tǒng)軟件中取消了響應(yīng)時間很大的如滾珠絲杠等機械設(shè)備傳動件,使每個閉環(huán)伺服系統(tǒng)動態(tài)性響應(yīng)特性進一步提高。
2高精度性
因為取消了滾珠絲杠等機械傳動機構(gòu),因此降低了過去系統(tǒng)軟件落后所產(chǎn)生的追蹤偏差。根據(jù)高精度直線位移傳感器,通過部位監(jiān)測反饋控制,進一步提高機床的位置精度,其精度偏差達到0.001 μm。
高傳動剛度、推力穩(wěn)定
“直接驅(qū)動”提升了傳動剛度,直線電機的合理布局,可依據(jù)機床滑軌的形面構(gòu)造以及工作臺運動時的受力狀況來布局,一般設(shè)計成均布對稱,使其直線運動推力穩(wěn)定。
高速運行、加減速過程短
機床直線電機走刀系統(tǒng),可以滿足60~100 m/min或更高的快速切削進給速率。因為具備髙速響應(yīng)性,其加減速過程大大縮短,加速度一般可達到(2~10)g。
行程長短不受到限制
根據(jù)直線電機的電機定子布局,就可無限增加動子的行程長短。
運作時噪音低
取消了傳動滾珠絲杠等構(gòu)件的機械磨擦,滑軌副可選用線性導(dǎo)軌或磁墊懸浮滑軌(無機誡觸碰),使直線運動噪音大大的降低。
國外Ingersoll企業(yè)是著名的機床生產(chǎn)商,克萊斯勒汽車企業(yè)訂購了它的6臺HVM600龍門加工中心,用于生產(chǎn)制造高級發(fā)動機氣缸蓋。該機床主軸軸承轉(zhuǎn)速20 000 r/min,X/Y/Z三軸由GEFANUC的直線電機驅(qū)動。這6臺數(shù)控加工中心每日生產(chǎn)制造300個氣缸蓋,等于11臺非直線電機驅(qū)動的數(shù)控加工中心的產(chǎn)量。
現(xiàn)階段,世界最著名的機床生產(chǎn)廠家基本上無一例外地都推新了直線電機驅(qū)動的機床商品,種類遍及了絕大部分機床類型。
中國自1995年至今也進行了直線電機在機床上的應(yīng)用科學(xué)研究,如廣東工大產(chǎn)品研發(fā)的直線感應(yīng)電機驅(qū)動的GD-3型髙速數(shù)控機床進給模塊,清華大學(xué)科學(xué)研究的長行程永磁直線伺服電機模塊,北京市機電工程院產(chǎn)品研發(fā)的直線電機驅(qū)動的數(shù)控加工中心,浙大研發(fā)的圓筒型直線電機驅(qū)動的串聯(lián)單位座標測量儀和扁平永磁直線電機驅(qū)動的數(shù)控磨床,北京市機床研究室產(chǎn)品研發(fā)的直線電機驅(qū)動的火花放電成型機床,國防科大產(chǎn)品研發(fā)的活塞桿非圓切削中選用直線電機驅(qū)動數(shù)控刀片以及蘇大、南方航空與相關(guān)企業(yè)協(xié)作研發(fā)的機床等。除此之外,一些公司如杭州機床集團公司、江蘇省多棱數(shù)控機床機床有限責(zé)任公司、濟南市捷邁數(shù)控機床企業(yè)、深圳大族激光科技發(fā)展有限責(zé)任公司、南京市四開企業(yè)等也各自在工具磨床、激光劃線機、激光切割機、雕銑機、數(shù)控加工中心等選用了不一樣的直線電機技術(shù),獲得了不錯的成果。
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