您现在的位置:中国机床商务网>新闻首页>机床上下游

精加工机床领域伺服电机的优势及存在问题分析

2009年10月23日 10:41中国机床商务网点击:3013

  高速高精加工机床的进给驱动,主要有传统的“旋转伺服电机和精密高速滚珠丝杠”和新型的“直线电机直接驱动”两种类型。

  滚珠丝杠由於工艺成熟,应用广泛,不仅精度能达到较高(iso34081级),而且实现高速化的成本也相对较低,所以迄今仍为许多高速加工机床所采用。当前使用滚珠丝杠驱动的高速加工机床最大移动速度90m/min,加速度1.5g。但滚珠丝杠毕竟是机械传动,从伺服电机到移动部件间有一系列机械元件,势必存在弹性变形、摩擦和反向间隙,相应造成运动滞后和其它非线性误差,目前滚珠丝杠副的移动速度和加速度已提高较多,再进一步提高的余地有限。自1993年,在机床进给上开始应用直线电机直接驱动,它是高速高精加工机床特别是其中的大型机床更理想的驱动方式。目前使用直线电机的高速高精加工机床最大快移速度已达208m/min,加速度2g(mazak的hmcf3-660l加工中心的水平),并且还有发展余地。

  直线电机直接驱动的优点是: 1.高刚度。直线电机直接和负载连接,没有间隙,有更高的动态刚度。2.更宽的速度范围。现代电机技术,很容易实现宽调速,速度变化范围可达,1:10000以上。例如,美国科尔摩根公司ddl永磁直线电机高速大于5m/s,低速1μm/s。3.加速特性好、运动惯量小、有更高动态响应性能。4.运行平稳,位置精度高(基本上取决于位置反馈检测元件)。5.无行程限制。采用模块结构,可接长适应不同行程要求。采用直线电机直接驱动,省去了一切中间机械传动,从根本上减小了机械摩损与传动误差,减少维护工作。6.轨迹误差小,高速下可获得良好的定位精度。直线电机直接驱动的优点正好弥补滚珠丝杠传动的不足,与滚珠丝杠传动相比,其速度提高30倍,加速度提高10倍,最大达10g,刚度提高7倍,最高响应频率达100hz。

  直线电机直接驱动也存在一些缺点和问题,除控制难度大(中间没有缓冲环节和存在端部效应)外,还存在强磁场对周边产生磁干扰,影响滚动导轨副的寿命,同时给排屑、装配、维修带来困难,以及发热大、散热条件差。需解决散热、隔磁、足够的推力、自锁和移动部件轻量化等方面的问题,才能在机床上实际应用,同时成本较高也影响其推广应用。目前这些问题都已得到不同程度的解决,采用者愈来愈多。交流直线伺服电机也有感应(异步)式和同步式两大类,同步式(次级为永久磁钢)由于效率高、推力密度大、可控性好等优点,尽管其对隔磁防尘要求较高和装配较困难,现在也已成为机床用直线电机的主流。例如,美国ingersoll铣床公司生产的hvm800高速卧式加工中心,x、y、z三轴都采用永磁同步直线伺服电机,最大进给速度可达76.2m/min,最大加速度1.5g。

  在高速高精加工机床领域,直线电机驱动和滚珠丝杠驱动虽然还会并存相当长一段时间,但总的趋势是直线电机驱动所占比重会愈来愈大,将来很有可能成为此种机床进给驱动的主流。现在世界各国的知名机床制造商(比如以发展滚珠丝杠驱动闻名于世的日本mazak公司和韩国的大宇公司)都纷纷推出直线电机驱动的机床。种种迹象表明,直线电机驱动在高速高精加工机床上的应用已进入加速增长期。(文章来源:中国传动网)
(来源:)

机床网官方微信
@中国机床商务网
已推荐
0
  • 凡本网注明"来源:中国机床商务网"的所有作品,版权均属于中国机床商务网,转载请必须注明中国机床商务网,http://www.jc35.com/。违反者本网将追究相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

  • 广告位
  • 浙江震环数控机床有限公司



图说机床

更多>>

旗下子站

玉环机床网温岭机床网泰州机床网滕州机床网宁波机床网沧州机床网温州机床网工量刃具网加工中心网电加工机床网锻压机床网机床附件配件网
车床网铣床网钻床网雕刻机网锯床网磨床网数控车床平面磨床数控铣床摇臂钻床数控冲床立式锯床剪板机折弯机


咨询中心

编辑部QQ交谈

展会部QQ交谈

市场部QQ交谈

返回首页
CME中国机床展
关闭