|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，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)滯后所帶來的跟蹤誤差。通過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

通過直線電念頭的定子鋪設(shè)，就可無窮延長(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年以來也開展了直線電機(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?，F(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，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)景是不問可知的。

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