時間:2017-11-16 13:54:24來源:網絡轉載
機床進給系統采用直線電機直接驅動,與原旋轉電機傳動方式的最大區別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械中間傳動環節,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“直接驅動”,也稱“零傳動”。直接驅動避免了絲杠傳動中的反向間隙、慣性、摩擦力和剛性不足等缺點。直線電機系統的開發應用,引起機床行業的傳統進給機械結構發生突變;通過先進的電氣控制,不僅簡化了進給機械結構,更重要的是使機床的性能指標得到很大提高。主要表現在以下幾個方面:
1.高速響應性
一般來講,電氣元器件比機械傳動件的動態響應時間要小幾個數量級。由于系統中取消了響應時間較大的機械傳動件(如絲杠等),使整個閉環伺服系統動態響應性能大大提高。
2.高精度性
由于取消了絲杠等機械傳動機構,因而減少了插補時因傳動系統滯后所帶來的跟隨誤差。通過高精度(如<μ級)的直線位移檢測元件進行位置檢測反饋控制,即可大大提高機床的定位精度。
3.速度快、加減速過程短
機床直線電機進給系統,能夠滿足60~100m/min或更高的超高速切削進給速度。由于具有“零傳動”的高速響應性,其加減速過程大大縮短,加速度一般可達到2~10g。
4.運行時噪聲低
取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦,導軌副可采用滾動導軌或磁懸浮導軌(無機械接觸),使運動噪聲大大下降。
5.效率高
由于無中間傳動環節,也就取消了其機械摩擦時的能量損耗。
6.動態剛度高
由于沒有中間傳動部件,傳動效率高,可獲得很好的動態剛度(動態剛度即為在脈沖負荷作用下,伺服系統保持其位置的能力)。
7.推力平穩
“直接驅動”提高了傳動剛度,直線電機的布局,可根據機床導軌的形面結構及其工作臺運動時的受力情況來布置,通常設計成均布對稱,使其運動推力平穩。
8.行程長度不受限制
通過直線電機的動子(初級)的鋪設可無限延長定子(次級)的行程長度,并可在一個行程全長上安裝使用多個工作臺。
9.采用全閉環控制系統
由于直線電機的動子已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控制系統。
直線電機在機床上的應用也存在一些問題,包括:
1.由于沒有機械聯接或嚙合,因此垂直軸需要外加一個平衡塊或制動器。
2.當負荷變化大時,需要重新整定系統。目前,大多數現代控制裝置具有自動整定功能,因此能快速調機。
3.磁鐵(或線圈)對電機部件的吸力很大,因此應注意選擇導軌和設計滑架結構,并注意解決磁鐵吸引金屬顆粒的問題。
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