1。速度比較
就速度而言,
直線電機有相當大的優(yōu)勢。
直線電機速度300m/min,加速度10g;滾珠絲杠速度120m/min,加速度1。5g。在速度和加速度方面,直線電機有相當大的優(yōu)勢,成功解決加熱問題后,直線電機的速度還會進一步提高。但是,“旋轉
伺服電機+滾1. 速度比較
就速度而言,直線電機有相當大的優(yōu)勢。直線電機速度300m / min,加速度10g;滾珠絲杠速度120m / min,加速度1.5g。在速度和加速度方面,直線電機有相當大的優(yōu)勢,成功解決加熱問題后,直線電機的速度還會進一步提高。但是,“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”的速度是有限的,很難增加更多。
在動態(tài)響應,直線電機也有絕對的優(yōu)勢,因為慣性和間隙和復雜性問題的速度控制的機制,因為它的快速響應和更廣泛的速度范圍,直線電機可以實現(xiàn)最高速度的那一刻開始,并在高速能迅速停止。速度范圍可達1:10000。
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2。精度比較
在精度方面,直線電機傳動機構簡單,減少了插補滯后問題。定位精度、復制的準確性和絕對精度高于“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”通過位置檢測反饋控制,這很容易實現(xiàn)直線電機的定位精度可以達到0。1μM。“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”最多可達2-5μm,數(shù)控伺服電機,無間隙的耦合-推力軸承冷卻系統(tǒng)高精度滾動導軌-螺母座表閉環(huán)系統(tǒng)是需要輕量級的傳動部分和光柵精度高,如果我們想要達到一個更高的穩(wěn)定性、“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”應由兩個軸。直線電機屬于高發(fā)熱部件,應采取較強的冷卻措施。為了達到同樣的目的,直線電機將付出更大的代價。
3。價格比較
在價格方面,Lim的價格略高,這也是Lim被限制在廣泛使用的原因。
4。能源消耗比較
當提供相同的轉矩時,直線電機的能耗是“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”的兩倍以上。“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”是一種節(jié)能增力的傳動部件。直線電機的可靠性受控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響,而控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性對周圍環(huán)境有很大的影響。必須采取有效的磁隔離和保護措施,隔離強磁場對滾動導軌的影響和磁粉對鐵屑的吸附。
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通過下面的例子,更容易理解直線電機和“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”的一些特性:
日本一家公司的超高速龍門加工中心。X、Y軸由直線電機v=120m/min驅動,為什么公司不用“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”?因為supers的DN值雖然經(jīng)歷了傳統(tǒng)絲桿從70000到150000到220000的速度提升過程,但由于純機械傳動的軟肋,線速度、加速度和行程范圍的提升總是有限的。如果產(chǎn)品選擇Φ40×20毫米,Vmax=110米/分鐘,因為nmax=5500r/min的速度非常高,旅游范圍顯然不是太長臨界速度限制的數(shù)控。
如果產(chǎn)品有大量鉛Φ40×40毫米,Vmax=220米/分鐘,這顯然不能滿足定位精度高的情況??梢赃_到220000的DN值,從一方面反映了設計和制造水平。如果我們選擇Φ40×20(雙頭)毫米產(chǎn)品并使用它的條件下n≈4000~5000r/min和V=80~100米/分鐘,其安全性、可靠性和使用壽命都高于預期。事實上,到目前為止,沒有成功的例子,超級s系列驅動器在高速度和高精密數(shù)控金屬切削機床(數(shù)控成形機除外)與速度v≥120米/分鐘。事實上,最好的應用場合的“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”是:媒介高速數(shù)控設備和一些高檔數(shù)控設備與v=40~100米/分鐘,0。8~1。5(2。0)加速度g,P3及以上的準確性。
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5。應用比較
直線電機和“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”其實各有優(yōu)點,但也各有不足。它們在數(shù)控機床領域都有各自的最佳應用范圍。
直線電機驅動在以下數(shù)控設備領域具有獨特的優(yōu)勢:
(1)高速、超高速、高加速度、生產(chǎn)批量大、需要定位的動作多、速度和方向變化頻繁。例如,汽車工業(yè)和it工業(yè)的生產(chǎn)線,精密和復雜模具的制造。
(2)大型、超長行程高速加工中心,航空航天制造業(yè)輕合金、薄壁、整體零件金屬去除率的中空加工。例如,美國CinciATI公司的“hyperMach”加工中心(46m);日本Mazak公司的“高超音速1400l超高速加工中心”。
(3)要求高動態(tài)特性、低速、高速隨動、高靈敏動態(tài)精密定位。如新一代高性能數(shù)控加工機床、數(shù)控超精密機床、新一代CPC曲軸磨床、凸輪磨床、數(shù)控非圓車床等,以Sodick(4)為代表的輕負荷、快速專用數(shù)控設備。如德國DMG公司的“dml80精切割”激光雕刻沖床、比利時LVD公司的“axel3015s”激光切割機、馬扎克公司的“hypercear510”高速激光加工機等。
DMG以大批量生產(chǎn)各種高性能數(shù)控設備而著稱。在其伺服進給系統(tǒng)中,
直線電機使用較早,采用率也很高(均在機型后標“直線”)。公司擁有兩種驅動模式的三種配置:
所有的坐標軸都配備了由直線電機驅動的“快速”數(shù)控設備。如:dmc85v線、dmc75v線、dmc105v線、dmc60h線、dmc80h線、dml80精切激光加工機等。
混合動力驅動。例如:dmf500線形可動柱大型立式加工中心x軸(行程5m)配置直線電機,v=100M/min;y軸和z軸采用“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”,v=60m/min。
每個坐標軸都配有一個“強大的”“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”加工中心。例如:dmc63h高速臥式加工中心,v=80m/min,加速度1g,定位精度0。008mm。另外還有dmc80h、dmc100h、dmc125h(Duoblock)和dmc60t。
兩種駕駛模式在德國DMG公司同時使用,顯示出各自的優(yōu)勢。直線電機還有很大的改進空間。在未來,直線電機的技術將會更加成熟,產(chǎn)量將會上升,成本將會下降,應用將會更加廣泛。但是,從節(jié)能降耗、綠色制造的角度出發(fā),考慮到兩種結構的特點,“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”驅動仍有廣闊的市場空間。直線電機將成為高速(超高速)和高端數(shù)控設備的主流驅動方式,而“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”將繼續(xù)保持其在中檔高速數(shù)控設備中的主流地位。