直线电动机在数控机床中的应用.pdfVIP

维普资讯 ★ 直线 电动机在数控机床 中的应 用 口 林 健 口 汪木兰 口 左健民 口 宋丽蓉 南京工程学院 先进数控技术江苏省高校重点建设实验室 南京 210013 摘 要：简要阐述了直线电动机驱动相对于传统数控机床进给驱动的优点，分析了直线电动机在数控机床应用中存 在的一些特殊 问题，介绍了直线电动机在高速加工、异形截面加工等方面的应用，列举了在高速进给驱动系统中的典型应 用事例，并对直线电动机在数控机床中的应用前景进行了展望。 关键词 ：直线 电动机 零传动 数控机床 高速加工 中图分类号：TM921，41；TG659 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2008)01—0053—04 Abstract：Theadvantagesofhneardrivesin comparisonwitht}Ioseofconventionalballscrew drivesaredescribedbriefly． SomespecialproblemsrelatedwithlinearmotorsinNCmachinetoolsareanalyzed．Theapplicationoflinearmotors inthefieldsof hish·speedmachining．special crosssectionmachiningandSOonisintroduced．Thetypical applicationexamplesoflinera motorin hig}1．speedfeeddrivesystemareprovidednadtheprospectofapplicationoflinearmotorsinNCmachinetoolspresented． KeyW ords：LinearMotor ZeroDrive NCMachineTool IIigh·speedMachining 数控机床正在 向精密 、高速 、复合 、智能 、环保 的方 流 直线 电动 机 ，从励 磁方 式 分 ，可 分 为 永磁 (同步 )式 向发展 。精密和高速加工对传动及其控制提 出了更高 和感应 (异 步 )式两种 。 的动态特性和控制精度要求 ，更高 的进给速度和加速 永 磁 式 直线 电动 机 的优 势在 于效率 和 推力 密度 度 ，更低 的振动 噪声和更小 的磨损 。问题 的症 结在传统 高 、发热少 、次级不需要冷却 、可控制性相对较好 。但永 的传动链 中作为动力源 的 电动机 到工作部件要通过齿 磁 同步 电动 机装 配较 困难 ；永 磁磁 场吸 引铁 屑 ，实 际应 轮 、蜗轮副 、皮带 、丝杠 副 、联轴器 、离合器等 中间传动 用 时排 屑 困难 ，电动机 必 须加 密封 以防止 铁屑 阻塞气 环节 ，在这些环节 中存在如下 问题 ：① 刚度低 、惯量大 ， 隙或进入运动副 中 ；需通过位置传感器对 电动机进行 难 以获得高进给速度和高加速度 ；②传动误差较大 ，影 电流换 向控制 ；永磁铁有可能退磁 。美 国 Ingersoll铣床 响机床加工精度 ；③机械传动链结构复杂 ，特别是在重 公 司生产 的高速 卧式加 7-中心 HVM800的 、y、z轴 型机床和多坐标机床 中尤为突出 ；④机械噪声大、传动 均采用永磁式 同步直线 电动机 ，最 大进给速度为76．2 效率低 。虽然在这些方 面通过不 断的改进使传动性 能 m／rain，加 速度 为 1～1．5g。 有所 提高 ，但 问题很 难 从 根本 上 予 以解 决 ，于是 ，直 线