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数控机床直线电动觚传动
日期：2011年07月15 来源：沈阳机床 关键字：机床
1．直线电动机系统
在常规的机床进给系统中，仍一直采用“旋转电动机十滚珠丝杠”的传动体系。随着近几年来超高速加T技术的发展，滚珠丝杠机构已不能满足高速度和高加速度的要求，It线电动机开始展示出其强大的生命力。
直线电动机是指町以直接产生直线运动的电动机，可作为进给驱动系统。在世界上f}}现了旋转电动机不久之后就}1{现了其雏形，但由于受制造技术水平和应用能力的限制，直未能在制造业领域作为驱动电动杌而使用。特别是大功率电子器件、新型交流变频调速技术、微型计算机数控技术和现代控制理论的发展，为直线电动机在高速数控机床中的应用提供条件。
世界上第一台使用直线电动机驱动工作台的高速加工中心是德国Ex．Cell-0公司于1993年生产的，采用了德国Indrament公司开发成功的感应式直线电动机。同时，美国Ingers。lI公司和Ford汽车公司合作，在HVM800型卧式加工中。山采用了美国An。rad公司生产的永磁式直线电动机。日本的FANUC公司于1994年购买了Anorad公司的专利权，开始在亚洲市场销售直线电动tll。在1996年9月芝加哥国际制造技术博览会(IMTs'96)上，直线电动机如雨后春笋般展现在人们面前，这预示着直线电动机开辟的机床新时代已经到来。
2．直线电动机工作原理
直线电动机的工作原理与旋转电动机相比，并没有本质的区别，可以将其视为旋转电动机沿圆周方向拉开展平的产物。对应于旋转电动机的定子部分，称为直线电动机的初级；对应于旋转电动机的转子部分，称为直线电动机的次级。当多相交变电流通人多相对称绕组时，就会在直线电动机初级和次级之间的气隙中产生一个行波磁场，从而使初级和次级之间相对移动。当然，二者之间也存在一个垂直力，可以是吸引力，也可以是推斥力。
直线电动机可以分为直流直线电动机、步进直线电动机和交流直线电动机3大类。在机床上主要使用交流直线电动机。
3.使用直线电动机的高速机加工系统特点
现在的机加工对机床的加工速度和加工精度提出了越来越高的要求，传统的“旋转电动机十滚珠丝杠”体系已很难适应这一趋势。使用直线电动机的驱动系统，有以下特点：
①电动机、电磁力直接作用于运动体（工作台）上，而不用机械连接，因此没有机械滞后或齿节周期误差，精度完全取决于反馈系统的检测精度。
②直线电动机上装配全数字伺服系统，可以达到极好的伺服性能。由于电动机和工作台之间无机械连接件，工作台对位置指令几乎是立即反应(电气时间常数约为Ims)，从而使得跟随误差减至最小而达到较高的精度。并且，在任何速度下都能实现非常平稳的进给运动。
③直线电动机系统在动力传动中由于没有低效率的中介传动部件而能达到高教率，可获碍很好的动态刚度（动态刚度即为在脉冲负荷作用下，伺服系统保持其位置的能力）。
④直线电动机驱动系统由于无机械零件相互接触，因此无机械磨损，也就不需要定期维护，也不像滚珠丝杠那样有行程限制，使用多段拼接技术可以满足超长行程机床的要求。
直线电动机驱动系统具有很多的优点，对于促进机床的高速化有十‘分重要的意义和应用价值。由于目前尚处于初级应用阶段，生产批量不大，因而成本很高。但可以预见，作为一种崭新的传动方式，直线电动机必然在机床T业巾得到越来越广泛的应用，并显现巨大的生命力。
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