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直線絲桿步進(jìn)電機如何彌補代統(tǒng)進(jìn)給系統(tǒng)的缺點
直線絲桿步進(jìn)電機為了克服傳統(tǒng)進(jìn)給系統(tǒng)的缺點,簡化機床結(jié)構(gòu),滿足高速精密加工的要求,人們開始研究新型的進(jìn)給系統(tǒng),直線絲桿步進(jìn)電機電動機就是較有前途的快速進(jìn)給系統(tǒng)。它取消了源動力和工作臺部件之間的一切中間傳動環(huán)節(jié),使得機床進(jìn)給傳動鏈的長度為零,這就是所謂的“直接驅(qū)動”或“零傳動”。
直線絲桿步進(jìn)電機及其驅(qū)動控制技術(shù)在機床進(jìn)給驅(qū)動上的應(yīng)用,使機床的傳動結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了重大變化,直線絲桿步進(jìn)電機使機床性能有了新的飛躍。
直線絲桿步進(jìn)電機在數(shù)控機床中如何應(yīng)用
1993年,德國ZxCell-O公司推出了世界上弟一個由直線絲桿步進(jìn)電機驅(qū)動的工作臺HSC-240型高速加工中心,機床主軸較高速達(dá)到24000r/min,直線絲桿步進(jìn)電機生產(chǎn)商,較大進(jìn)給速度為60n/min,加速度達(dá)到1g,當(dāng)進(jìn)給速度為20m/min時,其輪廓精度可達(dá)0.004mm。美國的Ingersoll公司緊接著推出了HVM-800型高速加工中心,主軸較高轉(zhuǎn)速為20000r/min,較大進(jìn)給速度為75.20m/min。
1996年開始,日本相繼研制成功采用直線絲桿步進(jìn)電機的臥式加工中心、高速機床、超高速小型加工中心、超精密鏡面加工機床、高速成形機床等。
我國浙江大學(xué)研制了一種由直線絲桿步進(jìn)電機驅(qū)動的沖壓機,浙江大學(xué)生產(chǎn)工程研究所設(shè)計了用圓筒型直線絲桿步進(jìn)電機驅(qū)動的并聯(lián)機構(gòu)坐標(biāo)測量機。2001年南京四開公司推出了自行開發(fā)的采用直線電機直接驅(qū)動的數(shù)控直線電機車床,2003年第8屆中國國際機床展覽會上,展出北京電院高技術(shù)股份公司推出的VS1250直線電機取得的加工中心,該機床主軸較高轉(zhuǎn)速達(dá)15000r/min。
高速直線運動的直線絲桿步進(jìn)電機,速度方便會有限制嗎
(1)其他系統(tǒng)組件,比如導(dǎo)軌允許運行的較大加速度一般小于5g、光柵尺以1um分辨率運行的速度一般低于5m/s。在高速應(yīng)用系統(tǒng)中,要充分考慮各個組件的特點。
因此,直線絲桿步進(jìn)電機針對不同的應(yīng)用要進(jìn)行不同的設(shè)計,主要有以下幾個因素(假設(shè)電壓一定):1、合理的極距設(shè)計,直線絲桿步進(jìn)電機廠商,滿足較大速度時低于一定頻率的要求,限制鐵損發(fā)熱;
2、合理的繞組設(shè)計,直線絲桿步進(jìn)電機總代理,根據(jù)速度要求設(shè)計電機力常數(shù)(對應(yīng)反電勢常數(shù))、電阻、電感,以滿足較高速度時的供電電壓需求;
3、加強冷卻,直線絲桿步進(jìn)電機在改善發(fā)熱后速度還可以進(jìn)一步提高。
因此,理論上講,如果沒有空間、電壓和其它性能參數(shù)的限制,單純對速度要求而言,電機本體設(shè)計不是瓶頸;但實際應(yīng)用中,直線絲桿步進(jìn)電機,需求是復(fù)雜的,需要綜合考慮;直線電機在高速應(yīng)用中,不僅要考慮電機本身的耐受能力,還要綜合電機的外圍因素。但不論如何,直線絲桿步進(jìn)電機的高運動性能仍是其明顯優(yōu)勢之一。
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