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數(shù)控機(jī)床直線電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)
日期：2010年01月26 來源：沈陽(yáng)第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床
傳統(tǒng)的滾珠絲杠副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)最大進(jìn)給速度可達(dá)60m／min左右，而機(jī)床電器直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)給速度可達(dá)100m／min以上。隨著現(xiàn)代切削技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床高速切削和超高速切削技術(shù)日趨成熟。傳統(tǒng)的滾珠絲杠已不能滿足高速度和高加速度的要求。
直線電動(dòng)機(jī)是利用電能直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，可作為進(jìn)給驅(qū)動(dòng)部件，機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，取消了從電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)(滑板)之間的中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，達(dá)到“直接驅(qū)動(dòng)”，避免了絲杠傳動(dòng)中的反向間隙、慣性、摩擦力和剛性不足等缺點(diǎn)；加快系統(tǒng)反映速度，提高系統(tǒng)精確度，行程不受限制，所以得到廣泛的應(yīng)用。直線電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與普通旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)相似。
1．直線電動(dòng)機(jī)的工作原理
直線電動(dòng)機(jī)的原理與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)相比，并沒有本質(zhì)的區(qū)別。設(shè)想把一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)沿著半徑的方向剖開，并且展平，就成了一臺(tái)直線電動(dòng)機(jī)。在直線電動(dòng)機(jī)中，相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)定子的，機(jī)床電器叫初級(jí)；相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的，叫次級(jí)，初級(jí)中通以交流電，次級(jí)就在電磁力的作用下沿著初級(jí)做直線運(yùn)動(dòng)。
2．直線電動(dòng)機(jī)種類
直線電動(dòng)機(jī)有多種類型，數(shù)控機(jī)床按結(jié)構(gòu)形式可分為扁平型、管型、圓盤型和圓弧型；按工作原 理可分為交流直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、交流直線同步電動(dòng)機(jī)、直線直流電動(dòng)機(jī)和直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)； 在機(jī)床上主要使用交流直線電動(dòng)機(jī)。在結(jié)構(gòu)上，可以有短次級(jí)(即初級(jí)固定，次級(jí)移動(dòng))和短初級(jí)(即次級(jí)固定，初級(jí)移動(dòng))兩種結(jié)構(gòu)形式。為了減少發(fā)熱和降低成本，高速機(jī)床用直線電動(dòng)機(jī)一般用短初級(jí)結(jié)構(gòu)。
3．直線電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
1)響應(yīng)出色，移動(dòng)速度非常高。
2)極好的精度(納米級(jí))。
3)安裝簡(jiǎn)單。
4)沒有機(jī)械摩擦，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小。
5)行程理論上不受限制，數(shù)控機(jī)床而且性能不會(huì)因?yàn)樾谐痰淖兓艿接绊憽?br />
6)可以提供很寬的速度范圍，加速度很大。
7)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；初次級(jí)之間只有直線導(dǎo)軌，沒有其他機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，機(jī)床電器因此維護(hù)簡(jiǎn)單，精度保持時(shí)間長(zhǎng)。
8)容易密封，不怕污染，適應(yīng)性強(qiáng)，推力大，隨動(dòng)性好。
因此，采用直線電動(dòng)機(jī)，可以獲得更高的效率、數(shù)控機(jī)床更高的精度、更強(qiáng)的實(shí)用性。但是，目前直線電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)尚處于初級(jí)應(yīng)用階段，如防磁問題、直線電動(dòng)機(jī)散熱問題、工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)輕化問題、機(jī)床電器高速導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)類型的選擇問題、直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)問題，這一系列問題都有待進(jìn)一步研究解決，而且生產(chǎn)批量不大，成本較高。盡管如此，直線電動(dòng)機(jī)在高速加工中心上的應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床已呈現(xiàn)出滾珠絲杠所無法比擬的諸多優(yōu)點(diǎn)，機(jī)床電器并有望成為本世紀(jì)高速加工中心進(jìn)給系統(tǒng)的基本傳動(dòng)方式。
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