數控工具機正朝向精密、高速、複合、智慧、環保方向發展。精密和高速加工對驅動及其控制提出了更高的要求,要求更高的動態特性和控制精度、更高的進給速度和加速度、更低的振動噪音和更少的磨損。問題的癥結在於,傳統的傳動鏈條從馬達作為動力源到各工作部件經過齒輪、蝸輪、皮帶、螺桿、聯軸器、離合器等中間傳動環節,在這些環節產生了較大的轉動慣量、彈性變形、間隙、運動滯後、摩擦、振動、噪音和磨損。雖然在這些方面透過不斷改進來提高傳動性能,但問題很難從根本上解決,於是出現了「直接傳動」的概念,即取消從馬達到工作部件的各種中間環節。隨著馬達及其驅動控制技術的發展,電主軸、直線馬達、力矩馬達等技術的日益成熟,使主軸、直線和旋轉座標運動的「直接驅動」概念變為現實,並日益顯現其巨大的優越性。直線馬達及其驅動控制技術在工具機進給驅動上的應用,使工具機傳動結構發生了重大變化,使機床性能實現了新的飛躍。
這M艾因A的優點L線性的M奧托爾F需要D河:
進給速度範圍廣:可從1(1)m/s到20m/min以上,目前加工中心快轉速度已達到208m/min,而傳統工具機快轉速度<60m/min ,一般為20~30m/ min。
良好的速度特性:速度偏差可達(1)0.01%以下。
加速度大:直線馬達最大加速度可達30g,目前加工中心進給加速度已達3.24g,雷射加工機進給加速度可達5g,而傳統機床進給加速度在1g以下,一般為0.3g。
定位精度高:採用光柵閉環控制,定位精度可達0.1~0.01(1)mm。直線馬達驅動系統應用前饋控制,可減少追蹤誤差200倍以上。由於運動部件良好的動態特性和靈敏的響應,再加上插補控制的精細化,可以實現奈米級的控制。
行程不受限制:傳統的滾珠螺桿傳動受絲槓的製造工藝限制,一般為4~6m,而更多的行程需要連接較長的絲槓,無論從製造工藝還是在性能上都不太理想。採用直線馬達驅動,定子可無限加長,且製造流程簡單,有大型高速加工中心X軸可達40m長以上。
進展狀況L線性的M奧托爾和Its D河C控制T技術學:
直線馬達原理上與普通馬達類似,只是馬達圓柱面的擴展,其類型與傳統馬達相同,如:直流直線馬達、交流永磁同步直線馬達、交流感應異步馬達直線馬達、步進直線馬達等
作為20世紀80年代末出現的能夠控制運動精度的直線伺服電機,隨著材料(如永磁材料)、功率裝置、控制技術和感測技術的發展,直線伺服馬達的性能不斷提高,成本不斷降低,為廣泛應用創造了條件。
近年來,直線馬達及其驅動控制技術在以下幾個方面取得進展:(1)性能不斷提高(如推力、速度、加速度、解析度等); (2)體積縮小、溫度降低; (3)品種覆蓋範圍廣,滿足不同類型工具機的要求; (4)成本大幅下降; (5)安裝、保護方便; (6)可靠性好; (7)包括CNC系統在內的配套技術日趨完善; (8)商品化程度高。
目前,全球領先的直線伺服馬達及其驅動系統供應商有:西門子;日本FANUC、三菱; Anorad Co.(美國)、Kollmorgen Co.; ETEL Co.(瑞士)等
發佈時間:2022年11月17日