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| 直線(xiàn)電機在高速機床上的應用。 |
| 內容簡(jiǎn)介：機床進(jìn)給系統采用直線(xiàn)電動(dòng)機直接驅動(dòng)與旋轉電動(dòng)機傳動(dòng)方式的最大區別是取消了從電動(dòng)機到工作臺（拖板）之間的一切中間傳動(dòng)環(huán)節。即把機床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(cháng)度縮短為零。 |
隨著(zhù)直接驅動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，直線(xiàn)電機與傳統的“旋轉伺服電機 滾珠絲杠”的驅動(dòng)方式的對比引起業(yè)界的關(guān)注。現在世界一些技術(shù)先進(jìn)的加工中心廠(chǎng)家開(kāi)始在其高速機床上應用。
直線(xiàn)電機從原理上講非常簡(jiǎn)單，就是將普通的旋轉電機沿其軸線(xiàn)的平面剖開(kāi)，并展成一平面而成．由原來(lái)旋轉電機的定子轉變而來(lái)的一側(即電能饋人部分)稱(chēng)為初級；由原來(lái)的轉子轉變而來(lái)的一側(則不饋電部分)稱(chēng)為次級。初級(鐵心和繞組)的長(cháng)度是有限的，稱(chēng)為直線(xiàn)感應電機實(shí)際長(cháng)度，它有—個(gè)始端和—個(gè)終端。這兩個(gè)端部有端部效應，這種現象只有直線(xiàn)電機才有。如果向初級線(xiàn)圈通入交流電，則在初級和次級導體之間產(chǎn)生直線(xiàn)方向移動(dòng)的交變磁場(chǎng)。由于這個(gè)交變磁場(chǎng)在次級導板中產(chǎn)生感應電流與磁場(chǎng)互相作用，使次級產(chǎn)生感生電流，此電流與初級磁場(chǎng)互相作用產(chǎn)生電磁力，從而推動(dòng)初級與次級作相對運動(dòng)。
精度方面直線(xiàn)電機因傳動(dòng)機構簡(jiǎn)單減少了插補滯后的問(wèn)題，定位精度、重現精度、絕對精度，通過(guò)位置檢測反饋控制都會(huì )較“旋轉伺服電機 滾珠絲杠”高，且容易實(shí)現。直線(xiàn)電機定位精度可達0.1μm。“旋轉伺服電機 滾珠絲杠”最高達到2~5μm，且要求CNC-伺服電機-無(wú)隙連軸器-止推軸承-冷卻系統-高精度滾動(dòng)導軌-螺母座-工作臺閉環(huán)整個(gè)系統的傳動(dòng)部分要輕量化，光柵精度要高。若想達到較高平穩性，“旋轉伺服電機 滾珠絲杠”要采取雙軸驅動(dòng)，直線(xiàn)電機是高發(fā)熱部件，需采取強冷措施，要達到相同目的，直線(xiàn)電機則要付出更大的代價(jià)。
速度方面直線(xiàn)電機具有相當大的優(yōu)勢，直線(xiàn)電機速度達到300m/min，加速度達到10g；滾珠絲杠速度為120m/min，加速度為1.5g。從速度上和加速度的對比上，直線(xiàn)電機具有相當大的優(yōu)勢，而且直線(xiàn)電機在成功解決發(fā)熱問(wèn)題后速度還會(huì )進(jìn)一步提高，而“旋轉伺服電機 滾珠絲杠”在速度上卻受到限制很難再提高較多。
機床進(jìn)給系統采用直線(xiàn)電動(dòng)機直接驅動(dòng)與旋轉電動(dòng)機傳動(dòng)方式的最大區別是取消了從電動(dòng)機到工作臺（拖板）之間的一切中間傳動(dòng)環(huán)節。即把機床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(cháng)度縮短為零。故這種傳動(dòng)方式即稱(chēng)“直接驅動(dòng)”（Direct Drive），慣稱(chēng)為“直線(xiàn)驅動(dòng)”，亦稱(chēng)為“零傳動(dòng)”。這種“零傳動(dòng)”方式帶來(lái)了原旋轉電動(dòng)機驅動(dòng)方式無(wú)法達到的性能指標和優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也帶來(lái)了新的矛盾和問(wèn)題。
首先，直線(xiàn)電機和旋轉電機相比，無(wú)旋轉運動(dòng)，不受離心力作用。因此，直線(xiàn)電機的速度可以達到很高，而且調速方便，適用于高速場(chǎng)合。
壽命方面直線(xiàn)電機因運動(dòng)部件和固定部件間有安裝間隙,無(wú)接觸,不會(huì )因動(dòng)子的高速往復運動(dòng)而磨損,長(cháng)間使用對運動(dòng)定位精度無(wú)變化,適合高精度的場(chǎng)合。滾珠絲杠則無(wú)法在高速往復運動(dòng)中保證精度,因高速摩擦,會(huì )造成絲杠螺母的磨損,影響運動(dòng)的精度要求。對高精度的需求場(chǎng)合無(wú)法滿(mǎn)足。
采用直線(xiàn)電機的直線(xiàn)運動(dòng)，運動(dòng)機構由于具有響應快、精度高的特點(diǎn)，已成功地用于異型截面工件（汽車(chē)發(fā)動(dòng)機活塞、波瓣形軸承外環(huán)滾道、活塞環(huán)及凸輪等）的計算機控制的精密車(chē)削和磨削加工。與傳統的采用“靠模”加工異型內外圓輪廓的方法相比，具有編程修改靈活、加工精度高的特點(diǎn)，十分適合多品種、小批量產(chǎn)品的加工。
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