深度剖析直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用及其工作原理

隨著航空航天、汽車制造、模具加工、電子制造行業(yè)等領(lǐng)域?qū)Ω咝实剡M(jìn)行加工的要求越來越高,需要大量高速數(shù)控機(jī)床。而直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)徹底改變了傳統(tǒng)的滾珠絲杠傳動方式存在的彈性變形大、響應(yīng)速度慢、存在反向間隙、易磨損等先天性的缺點(diǎn),并具有速度高、加速度大、定位精度高、行程長度不受限制等優(yōu)點(diǎn),令其在數(shù)控機(jī)床高速進(jìn)給系統(tǒng)領(lǐng)域逐漸發(fā)展為主導(dǎo)方向。

直線電機(jī).png

1 、直線電機(jī)及其驅(qū)動技術(shù)

現(xiàn)代先進(jìn)的驅(qū)動技術(shù)主要分為兩大類:一類為電磁式的,另一類則為非電磁式的。

電磁類的現(xiàn)代先進(jìn)的驅(qū)動技術(shù)主要由現(xiàn)代電磁類驅(qū)動器與現(xiàn)代控制系統(tǒng)組成,它的驅(qū)動器包括傳統(tǒng)改進(jìn)型的電磁驅(qū)動器與新發(fā)展型的電磁驅(qū)動器。它們中有旋轉(zhuǎn)的、直線的、磁浮的、電磁發(fā)射的等等。除了在一般通用電機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上改進(jìn)獲得的電機(jī)技術(shù)外,還有更多的是在通用電機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的新型電機(jī)技術(shù),如直線電機(jī)技術(shù)、無刷直流電機(jī)技術(shù)、開關(guān)磁阻電機(jī)技術(shù)和各種新型永磁電機(jī)技術(shù)等。

它是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動機(jī)械能而不需通過中問任何轉(zhuǎn)換裝置的新穎電機(jī),它具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、磨損少、噪聲低、組合性強(qiáng)、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)所具有的品種,幾乎都有相對應(yīng)的品種,其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大,并在一些它所能獨(dú)特發(fā)揮作用的地方取得了令人滿意的效果。

2 、直線電機(jī)在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用

現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展,其加工速度和加工精度得到極大提高。其加工精度從開始的0.01mm到現(xiàn)在的1μm,提高了10000倍,加工速度則從每分鐘幾十毫米提高到每分鐘幾十米,提高了1000倍。機(jī)床技術(shù)水平的高速發(fā)展是機(jī)床自動化技術(shù)發(fā)展的結(jié)果,也是以CNC為代表的先進(jìn)制造技術(shù)對傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)的滲透,從而形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品的結(jié)果。

數(shù)控機(jī)床采用其驅(qū)動技術(shù),克服了傳統(tǒng)驅(qū)動方式的許多缺陷,獲得了極高的性能指標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。

它的驅(qū)動技術(shù)與數(shù)控機(jī)床制造的結(jié)合大大促進(jìn)了世界制造業(yè)的發(fā)展,大大提高了加工精度和加工效率。而進(jìn)給系統(tǒng)是一種能把電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動的機(jī)械能,且不需要任何中間傳動環(huán)節(jié)的驅(qū)動裝置。它將傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯拥闹本€運(yùn)動,因此機(jī)床的速度、加速度、剛度、動態(tài)性能得到完全改觀。通過采用其驅(qū)動技術(shù)使得在高速移動中獲得高的定位精度成為現(xiàn)實(shí),有效克服通過傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動時,機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)傳動鏈較長、體積大、效率低、能耗高、精度差等缺點(diǎn)。所以,直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)將是高速數(shù)控機(jī)床未來發(fā)展的方向。