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直線步進電機在高速機床上的應用

文章出處: 人氣:發表時間:2018-08-07 15:44
      直線電機隨著直接驅動技術的發展,與傳統的“旋轉伺服電機滾珠絲杠”的驅動方式的對比引起業界的關注。現在世界一些技術先進的加工中心廠家開始在其高速機床上應用。
      直線電機從原理上講非常簡單,就是將普通的旋轉電機沿其軸線的平面剖開,并展成一平面而成.由原來旋轉電機的定子轉變而來的一側(即電能饋人部分)稱為初級;由原來的轉子轉變而來的一側(則不饋電部分)稱為次級。初級(鐵心和繞組)的長度是有限的,稱為直線感應電機實際長度,它有—個始端和—個終端。
直線電機
      這兩個端部有端部效應,這種現象只有直線電機才有。如果向初級線圈通入交流電,則在初級和次級導體之間產生直線方向移動的交變磁場。由于這個交變磁場在次級導板中產生感應電流與磁場互相作用,使次級產生感生電流,此電流與初級磁場互相作用產生電磁力,從而推動初級與次級作相對運動。 
    速度方面:直線電機具有相當大的優勢,直線電機速度達到300m/min,加速度達到10g;滾珠絲杠速度為120m/min,加速度為1.5g.從速度上和加速度的對比上,直線電機具有相當大的優勢,而且直線電機在成功解決發熱問題后速度還會進一步提高,而“旋轉伺服電機滾珠絲杠”在速度上卻受到限制很難再提高較多。
    壽命方面:直線步進電機因運動部件和固定部件間有安裝間隙,無接觸,不會因動子的高速往復運動而磨損,長間使用對運動定位精度無變化,適合高精度的場合。滾珠絲杠則無法在高速往復運動中保證精度,因高速摩擦,會造成絲杠螺母的磨損,影響運動的精度要求。對高精度的需求場合無法滿足。
      精度方面:直線步進電機因傳動機構簡單減少了插補滯后的問題,定位精度、重現精度、絕對精度,通過位置檢測反饋控制都會較“旋轉伺服電機滾珠絲杠”高,且容易實現。直線電機定位精度可達0.1μm.“旋轉伺服電機滾珠絲杠”最高達到2~5μm,且要求CNC-伺服電機-無隙連軸器-止推軸承-冷卻系統-高精度滾動導軌-螺母座-工作臺閉環整個系統的傳動部分要輕量化,光柵精度要高。若想達到較高平穩性,“旋轉伺服電機滾珠絲杠”要采取雙軸驅動,直線電機是高發熱部件,需采取強冷措施,要達到相同目的,直線電機則要付出更大的代價。