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直線電機“零傳動”在機床進給系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)越

在機床進給系統(tǒng)中采用直線電機直接驅(qū)動,與原旋轉(zhuǎn)電機傳動方式的最大區(qū)別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械中間傳動環(huán)節(jié),即把機床進給傳動鏈的長度縮短為零,故這種傳動方式稱為“直接驅(qū)動”,也稱“零傳動”。直接驅(qū)動避免了絲桿傳動中的反向間隙、慣性、摩擦力和剛性不足等缺點。直線電機系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用,引起機床行業(yè)的傳統(tǒng)進給機械結(jié)構(gòu)發(fā)生突變;通過先進的電氣控制,不僅簡化了進給機械機構(gòu),更重要的是使機床的性能指標(biāo)得到很大提高,主要表現(xiàn)在一下幾個方面:   

(1)高速響應(yīng)性
          一般來講機械傳動件比電氣元器件的動態(tài)響應(yīng)時間要大幾個數(shù)量級。由于系統(tǒng)中取消了一些響應(yīng)時間常數(shù)較大的如絲杠等機械傳動件,使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能大大提高,使反應(yīng)異常靈敏快捷。
(2)高精度性
        由于取消了絲杠等機械傳動機構(gòu),因而減少了插補時因傳動系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制,可大大提高機床的定位精度。
(3)傳動剛度高、推力平穩(wěn)
      “直接驅(qū)動”提高了其傳動剛度。同時直線電機的布局,可根據(jù)機床導(dǎo)軌的形面結(jié)構(gòu)及其工作臺運動時的受力情況來布置。通常設(shè)計成均布對稱,使其運動推力平穩(wěn)。
(4)速度快、加減速過程短
         直線電機最早主要用于磁浮列車(時速可達500km/h),現(xiàn)在用于機床進給驅(qū)動中,要滿足其超高速切削的最大進給速度(要求達60~100m/min或更高)當(dāng)然是沒問題的。也由于“零傳動”的高速響應(yīng)性,使其加減速過程大大縮短,從而實現(xiàn)起動時瞬間達到高速,高速運行時又能瞬間準(zhǔn)停。加速度一般可達到2~10g(g=9.8m/s2)。
(5)行程長度不受限制
          在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線步進電機的定件,就可無限延長動件的行程長度。
(6)運行時噪聲低
          由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦,而其導(dǎo)軌副又可采用滾動導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌(無機械接觸),使運動噪聲大大下降。
(7)效率高
          由于無中間傳動環(huán)節(jié),也就取消了其機械摩擦?xí)r的能量損耗。   

(8)采用全閉環(huán)控制系統(tǒng)   

          由于直線電機的動子已經(jīng)和機床的工作臺合二為一,因此,與滾珠絲杠進給單元不同,直線電機進給單元只能采用全閉環(huán)控制系統(tǒng)。  

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