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加工中心直線電動機
日期:2009年11月04 來源:沈陽第一機床廠 關(guān)鍵字:加工中心
直線電動機可以隊為是旋轉(zhuǎn)電動機在結(jié)構(gòu)方面的一種演變,可看做將一臺旋轉(zhuǎn)電動機沿 徑向剖丌,然后將電動機的圓周展成直線。其中,由定子演變而來的一側(cè)稱為初級,由轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為次級。直線電動機技其結(jié)構(gòu)型式主要可分為扁平型、圓筒型(或管型)、圓盤型和圓弧型四種,
此外,還有一此特殊加工中心結(jié)構(gòu)。其巾,扁平型盲線電動機,顧名思義即為一種扁平的矩形結(jié)構(gòu)的自線電動機,它有單邊型和雙邊型兩種,海種型式TX分為短初級、長次級或址次級、長初級等。從廠作原耶上講,直線電動機包括交流直線感應(yīng)電動機、交流直線同步電動機、直流直線電動機和直線步進(脈沖)電動機、混合式直線電動機等。其中,以交流直線感應(yīng)電動機(AC-LM)在數(shù)控機床上應(yīng)用最廣。 伴隨材料(如永磁材料)、功率器件、控制技術(shù)及傳感技術(shù)的發(fā)展,直線伺服電動機的性能不斷提高,成本日趨下降,為其廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了條件。直線加工中心電動機作為現(xiàn)代數(shù)控機床的進給驅(qū)動有許多優(yōu)點,主要表現(xiàn)在以下幾方面:
(1)進給速度范圍寬?蓮1gm/s到5nds以上,目前加工中心的快進速度已達208m/min,而傳統(tǒng)機床快進速度<60m/min(一般為20—30m/min)。
(2)速度特性好。可以保證恒定的速度特性,速度偏差不大于+0.01%。
(3)加速度大。直線電動機最大加速度可達30g,目前加工中心的進給加速度已超過3g,
激光加工機的進給加速度已達5擴而傳統(tǒng)機床進給加速度在1f以下(一般為0.3g)。
(4)定位精度高。采用光柵閉環(huán)控制,定位精度可達0.1—0.01gm。應(yīng)用前饋控制的直線電動機驅(qū)動系統(tǒng)的跟蹤誤差僅為普通驅(qū)動系統(tǒng)的1/200。由于運動部件的動態(tài)特性奸,響應(yīng)靈敏,加上插補控制的精細化,可實現(xiàn)納米級控制。
(5)行程不受限制。傳統(tǒng)的絲杠傳動受蝗杠制造加工中心下:藝限制,行程 •般4—6m, 吏長的仃程需要接長絲杠,無論從制造工藝還是在性能上都不理想。而采用直線電動機驅(qū)動,定子司無限加長,且制造工藝簡單,已有大型高速加工中心的X軸長達40m以上。
(6)不存在中間環(huán)節(jié),因而結(jié)構(gòu)簡單、運動平穩(wěn)、噪聲小,運動部件摩擦小、磨損小,使用壽命長,安全可靠。當然,采用直線電動機還必須解決一系列的技術(shù)問題,包括防磁問題和散熱問題。旋轉(zhuǎn)電動機的磁場封閉在電動機的內(nèi)部,不會對外界造成任何影響。而直線電動機的磁場是敞開的,因而采用直線電動機加工中心驅(qū)動的進給系統(tǒng)對環(huán)境的要求比較嚴格。尤其是使用永磁式直線電 動機時,在機床床身上要安裝一排磁力強大的永久磁鐵,因此必須采取隔磁措施。如若金屬切屑或微粒被吸入直線電動機的定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙:㈠電動機將不能正常丁作,因此要把直線電動機的磁場用三維折疊式密封罩防護起來。
直線電動機安裝在工作臺和導(dǎo)軌之間,處/:杉㈠未收邢, /托熱I;4;㈠[。而1:I,低速運十i:”;/效率低、發(fā)熱量大,必須采取強有力的冷卻措加工中心施,把電動機I:們:¨j’’’’㈠山熱糙j叢速散小。 ㈠則:門直接影響機床的工作精度,降低直線電動機的推力。1985年,美國Ingersoll銑床公司生產(chǎn)了采用永磁同步電線電動機的HVM600高速加十小心,最大進給速度達76.2m/min,加速度1—1.5g。1993年,第10屆歐洲機床展覽會(簡稱EMO)上,德國EX-cell-O公司獨家展出了在各坐標軸上配胃感應(yīng)式直線電動機(1ndramat公司生產(chǎn))XHC240型臥式加工中心,各軸快移速度均為80m/min,加速度lz,定位精度O.004mrn。而1997年第12屆EMO展覽會L,則有20亭家公司展加工中心出了直線電動機傳動裝置,掀起子“歐洲的直線電動機熱”。展品包括德閩Tmmpf公川的激光加工機床,法國Renaultautomation公司的加千’㈠心埤。展出的直線電動機最大進給速度150~200時剛n,加速度達50rrd/。
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