|相貫線切割機(jī)
一、海內(nèi)外直線電機(jī)的發(fā)展動(dòng)向------數(shù)控切割機(jī)
近些年來(lái),海內(nèi)外直線電機(jī)的發(fā)展動(dòng)向可總結(jié)為三個(gè)方面,即:一是向高速、高精度方面發(fā)展;二是向大推力、大容量方面發(fā)展;三是向物流設(shè)備方面發(fā)展。
1、在高速、高精度方面的發(fā)展
1.1直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速、高精度現(xiàn)代機(jī)床
直線電機(jī)在高速、高精度方面的發(fā)展首推在現(xiàn)代機(jī)床業(yè)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)機(jī)床的驅(qū)動(dòng)裝置依靠絲桿驅(qū)動(dòng),絲桿驅(qū)動(dòng)本身就具有一系列不利因素,包括:長(zhǎng)度限制、機(jī)械背隙、磨擦、扭曲、螺距一周期誤差、較長(zhǎng)的振動(dòng)衰減時(shí)間、與電機(jī)的耦合慣量以及絲杠的軸向壓縮等。所有這些因素均限制了傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置的效率和精度。當(dāng)設(shè)備磨損時(shí),必需進(jìn)行不斷地調(diào)節(jié)以確保所需精度。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以保證相稱高的機(jī)能水準(zhǔn)以及比傳統(tǒng)的將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置具備更高的效率和簡(jiǎn)便性,具有傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)法達(dá)到的高速、高精度。
機(jī)床應(yīng)用直線電機(jī)的上風(fēng)可簡(jiǎn)樸地描述為以下幾點(diǎn),即:
1高響應(yīng)性
一般來(lái)講,電氣元器件比機(jī)械傳動(dòng)件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間要小幾個(gè)數(shù)目級(jí)。因?yàn)橄到y(tǒng)中取消了響應(yīng)時(shí)間較大的如絲杠等機(jī)械傳動(dòng)件,使整個(gè)閉環(huán)伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)機(jī)能大大進(jìn)步。
2高精度性
因?yàn)槿∠私z杠等機(jī)械傳念頭構(gòu),因而減少了傳統(tǒng)系統(tǒng)滯后所帶來(lái)的跟蹤誤差。通過(guò)高精度直線位移傳感器,進(jìn)行位置檢測(cè)反饋控制,大大進(jìn)步機(jī)床的定位精度,其精度誤差可達(dá)0.001μm。
3高傳動(dòng)剛度、推力平穩(wěn)
'直接驅(qū)動(dòng)'進(jìn)步了傳動(dòng)剛度,直線電念頭的布局,可根據(jù)機(jī)床導(dǎo)軌的形面結(jié)構(gòu)及其工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況來(lái)布置,通常設(shè)計(jì)成均布對(duì)稱,使其運(yùn)動(dòng)推力平穩(wěn)。
4高速度、加減速過(guò)程短
機(jī)床直線電機(jī)進(jìn)給系統(tǒng),能夠支持60~100m/min或更高的超高速切削進(jìn)給速度。因?yàn)榫哂懈咚夙憫?yīng)性,其加減速過(guò)程大大縮短,加速度一般可達(dá)到(2~10)g。
5行程長(zhǎng)度不受限制
通過(guò)直線電念頭的定子鋪設(shè),就可無(wú)窮延長(zhǎng)動(dòng)子的行程長(zhǎng)度。
6運(yùn)行時(shí)噪聲低
取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機(jī)械摩擦,導(dǎo)軌副可采用動(dòng)彈導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌(無(wú)機(jī)械接觸),使運(yùn)動(dòng)噪聲大大下降。
目前,世界上最著名的機(jī)床廠家?guī)缀鯚o(wú)一例外埠都推出了直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床產(chǎn)品,品種籠蓋了絕大多數(shù)機(jī)床類型。
海內(nèi)自1995年以來(lái)也開(kāi)展了直線電機(jī)在機(jī)床上的應(yīng)用研究,如廣東工大研發(fā)的直線感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的GD-3型高速數(shù)控機(jī)床進(jìn)給單元,清華研究的長(zhǎng)行程永磁直線伺服單元,北京機(jī)電院研發(fā)的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的加工中央,浙江大學(xué)研制的圓筒型直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)坐標(biāo)丈量機(jī)和扁平永磁直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的磨床,北京機(jī)床研究所研發(fā)的直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電火花成型機(jī)床,國(guó)防科大研發(fā)的活塞非圓切削中采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)刀具以及北航、南航與有關(guān)單位合作研發(fā)的機(jī)床等。此外,一些企業(yè)如杭州機(jī)床團(tuán)體、江蘇多棱數(shù)控機(jī)床股份有限公司、濟(jì)南捷邁數(shù)控公司、深圳市大族激光科技股份有限公司、南京四開(kāi)公司等也分別在平面磨床、激光劃線機(jī)、激光切割機(jī)、雕銑機(jī)、加工中央等上采用了不同的直線電機(jī)技術(shù),取得了較好的效果。
1.2直線電機(jī)在機(jī)床領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)
應(yīng)用機(jī)床的直線電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)日趨成熟
應(yīng)用機(jī)床的直線電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)已日趨成熟,已具有傳統(tǒng)傳動(dòng)裝置無(wú)法相比的優(yōu)勝機(jī)能。跟著電機(jī)制造技術(shù)的改進(jìn),選擇合適的直線電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),配以公道的機(jī)床設(shè)計(jì),完全可以出產(chǎn)出高機(jī)能、高可靠性的機(jī)床。現(xiàn)在直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給速度100m/min,加速度1g~2g的機(jī)床已很普遍,已有機(jī)床達(dá)到快進(jìn)240m/min,加速度5g的指標(biāo)(日本AMADA激光切割機(jī))。
高加速度的直線電機(jī)傳動(dòng)已在加工中央、數(shù)控銑床、車床、磨床、復(fù)合加工機(jī)床、激光加工機(jī)床及重型機(jī)床上得到廣泛應(yīng)用。
2直線電機(jī)驅(qū)念頭床仍以高、特為主,但性價(jià)比不斷看好
近年來(lái),直線電機(jī)系統(tǒng)本錢不斷下降,在機(jī)床本錢中的比重顯著下跌。但目前采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)仍比傳統(tǒng)的傳動(dòng)裝置價(jià)格要高。因此,直線電機(jī)的應(yīng)用仍著眼于高機(jī)能機(jī)床,特別是精密高速加工機(jī)床、特種加工機(jī)床、大型機(jī)床,解決傳統(tǒng)傳動(dòng)方法不能解決的題目。
3機(jī)床應(yīng)用直線電機(jī)技術(shù)漸趨工業(yè)化
直線電機(jī)在機(jī)床上的應(yīng)用已不是樣品。占有關(guān)資料先容,2001年,德國(guó)DMG公司已在28種機(jī)型上采用直線電機(jī),年產(chǎn)量達(dá)1500臺(tái)(約3000多根直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸),占其總產(chǎn)量的1/3。2003年,意大利JOBS公司LinX系列產(chǎn)品已占全公司總產(chǎn)量的60%(年產(chǎn)50臺(tái)大型龍門加工中央和龍門銑床),并成為公司的主要利潤(rùn)來(lái)源。有專家猜測(cè),到2010年世界上將有20%~40%的數(shù)控機(jī)床采用直線電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng),而這些機(jī)床都是高檔機(jī)床,因此其工業(yè)化遠(yuǎn)景是不問(wèn)可知的。
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