直線(xiàn)電機的發(fā)展動(dòng)向與技術(shù)趨勢

|相貫線(xiàn)切割機

一、海內外直線(xiàn)電機的發(fā)展動(dòng)向------數控切割機

近些年來(lái)，海內外直線(xiàn)電機的發(fā)展動(dòng)向可總結為三個(gè)方面，即：一是向高速、高精度方面發(fā)展；二是向大推力、大容量方面發(fā)展；三是向物流設備方面發(fā)展。

1、在高速、高精度方面的發(fā)展

1.1直線(xiàn)電機驅動(dòng)的高速、高精度現代機床

直線(xiàn)電機在高速、高精度方面的發(fā)展首推在現代機床業(yè)中的應用。傳統機床的驅動(dòng)裝置依靠絲桿驅動(dòng)，絲桿驅動(dòng)本身就具有一系列不利因素，包括：長(cháng)度限制、機械背隙、磨擦、扭曲、螺距一周期誤差、較長(cháng)的振動(dòng)衰減時(shí)間、與電機的耦合慣量以及絲杠的軸向壓縮等。所有這些因素均限制了傳統驅動(dòng)裝置的效率和精度。當設備磨損時(shí)，必需進(jìn)行不斷地調節以確保所需精度。直線(xiàn)電機驅動(dòng)技術(shù)可以保證相稱(chēng)高的機能水準以及比傳統的將旋轉運動(dòng)轉化為直線(xiàn)運動(dòng)的電機驅動(dòng)裝置具備更高的效率和簡(jiǎn)便性，具有傳統驅動(dòng)裝置無(wú)法達到的高速、高精度。

機床應用直線(xiàn)電機的上風(fēng)可簡(jiǎn)樸地描述為以下幾點(diǎn)，即：

1高響應性

一般來(lái)講，電氣元器件比機械傳動(dòng)件的動(dòng)態(tài)響應時(shí)間要小幾個(gè)數目級。因為系統中取消了響應時(shí)間較大的如絲杠等機械傳動(dòng)件，使整個(gè)閉環(huán)伺服系統動(dòng)態(tài)響應機能大大進(jìn)步。

2高精度性

因為取消了絲杠等機械傳念頭構，因而減少了傳統系統滯后所帶來(lái)的跟蹤誤差。通過(guò)高精度直線(xiàn)位移傳感器，進(jìn)行位置檢測反饋控制，大大進(jìn)步機床的定位精度，其精度誤差可達0.001μm。

3高傳動(dòng)剛度、推力平穩

'直接驅動(dòng)'進(jìn)步了傳動(dòng)剛度，直線(xiàn)電念頭的布局，可根據機床導軌的形面結構及其工作臺運動(dòng)時(shí)的受力情況來(lái)布置，通常設計成均布對稱(chēng)，使其運動(dòng)推力平穩。

4高速度、加減速過(guò)程短

機床直線(xiàn)電機進(jìn)給系統，能夠支持60～100m／min或更高的超高速切削進(jìn)給速度。因為具有高速響應性，其加減速過(guò)程大大縮短，加速度一般可達到(2～10)g。

5行程長(cháng)度不受限制

通過(guò)直線(xiàn)電念頭的定子鋪設，就可無(wú)窮延長(cháng)動(dòng)子的行程長(cháng)度。

6運行時(shí)噪聲低

取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機械摩擦，導軌副可采用動(dòng)彈導軌或磁墊懸浮導軌（無(wú)機械接觸），使運動(dòng)噪聲大大下降。

目前，世界上最著(zhù)名的機床廠(chǎng)家幾乎無(wú)一例外埠都推出了直線(xiàn)電機驅動(dòng)的機床產(chǎn)品，品種籠蓋了絕大多數機床類(lèi)型。

海內自1995年以來(lái)也開(kāi)展了直線(xiàn)電機在機床上的應用研究，如廣東工大研發(fā)的直線(xiàn)感應電機驅動(dòng)的GD-3型高速數控機床進(jìn)給單元，清華研究的長(cháng)行程永磁直線(xiàn)伺服單元，北京機電院研發(fā)的直線(xiàn)電機驅動(dòng)的加工中央，浙江大學(xué)研制的圓筒型直線(xiàn)電機驅動(dòng)的并聯(lián)機構坐標丈量機和扁平永磁直線(xiàn)電機驅動(dòng)的磨床，北京機床研究所研發(fā)的直線(xiàn)電機驅動(dòng)的電火花成型機床，國防科大研發(fā)的活塞非圓切削中采用直線(xiàn)電機驅動(dòng)刀具以及北航、南航與有關(guān)單位合作研發(fā)的機床等。此外，一些企業(yè)如杭州機床團體、江蘇多棱數控機床股份有限公司、濟南捷邁數控公司、深圳市大族激光科技股份有限公司、南京四開(kāi)公司等也分別在平面磨床、激光劃線(xiàn)機、激光切割機、雕銑機、加工中央等上采用了不同的直線(xiàn)電機技術(shù)，取得了較好的效果。

1.2直線(xiàn)電機在機床領(lǐng)域的發(fā)展趨勢

應用機床的直線(xiàn)電機及驅動(dòng)控制技術(shù)日趨成熟

應用機床的直線(xiàn)電機及驅動(dòng)控制技術(shù)已日趨成熟，已具有傳統傳動(dòng)裝置無(wú)法相比的優(yōu)勝機能。跟著(zhù)電機制造技術(shù)的改進(jìn)，選擇合適的直線(xiàn)電機及驅動(dòng)控制系統，配以公道的機床設計，完全可以出產(chǎn)出高機能、高可靠性的機床?，F在直線(xiàn)電機驅動(dòng)進(jìn)給速度100m／min，加速度1g～2g的機床已很普遍，已有機床達到快進(jìn)240m／min，加速度5g的指標（日本AMADA激光切割機）。

高加速度的直線(xiàn)電機傳動(dòng)已在加工中央、數控銑床、車(chē)床、磨床、復合加工機床、激光加工機床及重型機床上得到廣泛應用。

2直線(xiàn)電機驅念頭床仍以高、特為主，但性?xún)r(jià)比不斷看好

近年來(lái)，直線(xiàn)電機系統本錢(qián)不斷下降，在機床本錢(qián)中的比重顯著(zhù)下跌。但目前采用直線(xiàn)電機驅動(dòng)仍比傳統的傳動(dòng)裝置價(jià)格要高。因此，直線(xiàn)電機的應用仍著(zhù)眼于高機能機床，特別是精密高速加工機床、特種加工機床、大型機床，解決傳統傳動(dòng)方法不能解決的題目。

3機床應用直線(xiàn)電機技術(shù)漸趨工業(yè)化

直線(xiàn)電機在機床上的應用已不是樣品。占有關(guān)資料先容，2001年，德國DMG公司已在28種機型上采用直線(xiàn)電機，年產(chǎn)量達1500臺(約3000多根直線(xiàn)電機驅動(dòng)軸)，占其總產(chǎn)量的1／3。2003年，意大利JOBS公司LinX系列產(chǎn)品已占全公司總產(chǎn)量的60％(年產(chǎn)50臺大型龍門(mén)加工中央和龍門(mén)銑床)，并成為公司的主要利潤來(lái)源。有專(zhuān)家猜測，到2010年世界上將有20％~40％的數控機床采用直線(xiàn)電機進(jìn)給驅動(dòng)，而這些機床都是高檔機床，因此其工業(yè)化遠景是不問(wèn)可知的。

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