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直線電機在機床中應用的優點討論

直線電機在機床中應用的優點討論

2007/7/30 9:14:00
直線電機在國外制造裝備業中的應用首先在機床設備方面,傳統機床的驅動裝置依賴絲桿驅動,絲桿驅動本身就具有一系列不利因素,包括:長度限制、機械背隙、磨擦、扭曲、螺距一周期誤差、較長的振動衰減時間、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裝置的效率和精度。當設備磨損時,必須進行不斷的調節以確保所需精度。直線電機驅動技術可以保證相當高的性能水準以及比傳統的、將旋轉運動轉化為直線運動的電機驅動裝置具備更高的簡便性。由于直線電機直接與移動負載相連,因此在電機和負載之間沒有背隙,而且柔量很小。 首先,利用直線驅動裝置可以很容量地達到小于1μm/s或高達5m/s的速度。直線驅動系統可以保證恒定的速度特性,速度偏差優于±0.01%。在需要較高加速度的應用中,較小的直線電機可以方便地提供大于10g的加速度,而傳統電機一般產生的加速度在1g范圍內。直線驅動電機的精度只受反饋分辨率、控制算法以及電機結構的限制。采用前饋控制的直線電機系統可以減少跟蹤誤差200倍以上,而傳統的驅動系統卻受前述各因素的制約,此外還受機械系統限制。 其次,直線電機結構簡單,由很少組件組成,因此需要的潤滑也較少(直線導軌需要定期潤滑)。這意味著它的使用壽命較長以及運行比較干凈。相比而言,傳統的驅動系統由20多個零部件組成,包括電機、聯軸器、滾珠絲杠、U形塊、軸承、枕塊以及潤滑系統。每個零部件都需要裝配時間、調整時間以及預防性維護。相反,直線電機結構很簡單,它是一個電磁執行機構,該執行機構是由兩個支承在一個直線導軌上的剛體零件組成。 直線電機的其他優點包括較低的作用力和較小的速度波紋,從而保證較平穩的運動輪廓。當然,這依賴于電機的結構、磁板以及驅動軟件。為了利用直線電機固有的動態制動的優點,驅動放大器應該有效地監控逆電動勢(EMF),即使系統電源可能關斷也要這樣。多個直線電機可以用“背靠背”的方式安裝以保證提高作用力。還可以增設額外的磁板以保證實質性的無限行程(受反饋設備和電纜長度限制)而不損失精度。 法國雷諾自動化公司的工程主管Jean-Paul Bugaud認為“直線電機已日趨成熟,它的精度決非滾珠絲桿驅動的機床所能匹敵。兩三年以后,它在高精密與高精度加工中將是一種標準的選擇。溫度的變化已不再令人焦慮,它們能在10℃或40℃的運轉中得到相同的精度。幾年以后,估計除了廉價機床外,將不再采用滾珠絲桿了。 信息來源于:中國機床網
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