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直线步进电机在高速机床上的应用

文章出处: 人气:发表时间:2018-08-07 15:44
      直线电机随着直接驱动技术的发展,与传统的“旋转伺服电机滚珠丝杠”的驱动方式的对比引起业界的关注。现在世界一些技术先进的加工中心厂家开始在其高速机床上应用。
      直线电机从原理上讲非常简单,就是将普通的旋转电机沿其轴线的平面剖开,并展成一平面而成.由原来旋转电机的定子转变而来的一侧(即电能馈人部分)称为初级;由原来的转子转变而来的一侧(则不馈电部分)称为次级。初级(铁心和绕组)的长度是有限的,称为直线感应电机实际长度,它有—个始端和—个终端。
直线电机
      这两个端部有端部效应,这种现象只有直线电机才有。如果向初级线圈通入交流电,则在初级和次级导体之间产生直线方向移动的交变磁场。由于这个交变磁场在次级导板中产生感应电流与磁场互相作用,使次级产生感生电流,此电流与初级磁场互相作用产生电磁力,从而推动初级与次级作相对运动。 
    速度方面:直线电机具有相当大的优势,直线电机速度达到300m/min,加速度达到10g;滚珠丝杠速度为120m/min,加速度为1.5g.从速度上和加速度的对比上,直线电机具有相当大的优势,而且直线电机在成功解决发热问题后速度还会进一步提高,而“旋转伺服电机滚珠丝杠”在速度上却受到限制很难再提高较多。
    寿命方面:直线步进电机因运动部件和固定部件间有安装间隙,无接触,不会因动子的高速往复运动而磨损,长间使用对运动定位精度无变化,适合高精度的场合。滚珠丝杠则无法在高速往复运动中保证精度,因高速摩擦,会造成丝杠螺母的磨损,影响运动的精度要求。对高精度的需求场合无法满足。
      精度方面:直线步进电机因传动机构简单减少了插补滞后的问题,定位精度、重现精度、绝对精度,通过位置检测反馈控制都会较“旋转伺服电机滚珠丝杠”高,且容易实现。直线电机定位精度可达0.1μm.“旋转伺服电机滚珠丝杠”最高达到2~5μm,且要求CNC-伺服电机-无隙连轴器-止推轴承-冷却系统-高精度滚动导轨-螺母座-工作台闭环整个系统的传动部分要轻量化,光栅精度要高。若想达到较高平稳性,“旋转伺服电机滚珠丝杠”要采取双轴驱动,直线电机是高发热部件,需采取强冷措施,要达到相同目的,直线电机则要付出更大的代价。
      

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