直线电机在现代机床业中的应用与发展

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1、理论与设计直线电机在现代机床业中的应用与发展叶云岳浙江大学(310027)Appllcation&DevelopmentoftheLinearMotorintheModemMaehineToolIndustryYunyueZhejiangUniversityl直线电机在机床中的应用优势响应时间要小几个数量级。由于系统中取消了响应时间较大的如丝杠等机械传动件，使整个闭环直线电机具有结构简单，无接触运行，噪声伺服系统动态响应性能大大提高。低，速度和精确度高，控制容易，维护方便，可靠(2)高精度性性高等优点。随着超高速切削、超精密加工等先由于取消了丝

2、杠等机械传动机构，因而减少进制造技术发展，对机床各项性能提出了越来了传动系统滞后所带来的跟踪误差。通过高精度越高的要求。尽管当前世界先进的交直流旋转电直线位移传感器(如受)，进行位置检测反馈控机伺服系统性能已大有改进，但由于受到传统机制，大大提高机床的定位精度。械结构(即旋转电动机+滚珠丝杠)进给传动方(3)速度快、加减速过程短式的限制，有关伺服性能指标难以得到突破性提机床直线电机进给系统，能够满足60m／min高。随着微电子技术、现代控制理论以及计算机~200m／min或更高的超高速切削进给速度。由于技术的飞速发展，直线电动机驱动系统迅速成为

3、具有高速响应性，其加减速过程大大缩短，加速机床驱动的新趋势，国际机床行业掀起了直线电度一般可达到2g~20g。动机热。(4)传动刚度高、推力平稳直线电动机驱动具有高推力、高速、高精“直接驱动”提高了传动刚度。直线电动机度、平滑进给运动等特性。机床进给系统采用直的布局，可根据机床导轨的形面结构及其工作台线电动机直接驱动与原旋转电动机传动方式的运动时的受力情况来布置，通常设计成均布对最大区别是：取消了从电动机到工作台之间的称，使其运动推力平稳。机械中间传动环节。即把机床进给传动链的长(5)行程长度不受限制度缩短为零，故这种传动方式称为“直接驱动”通

4、过直线电动机的定子的铺设，就可无限延(DireetDrive)，也称“零传动”。直接驱动避免长动子的行程长度。了丝杠传动中的反向间隙、惯性、磨擦力和刚性(6)运行时噪声低不足等缺点，带来了原旋转电动机驱动方式无法取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，导轨副达到的性能指标和优点。主要表现在以下几个方可采用滚动导轨或磁悬浮导轨(无机械接触)，面：使运动噪声大大下降。(1)高响应性，(7)效率高一般来讲，电气元器件比机械传动件的动态由于无中间传动环节，也就取消了其机械摩《电机技术》2010年第3期·1．理论与设计锄擦时的能量损耗，系统效率大大提高。机汽缸盖

5、。该机床主轴转速20000r／min，这6台直线电动机系统的开发应用，将引起机床行加工中心每天生产300个汽缸盖，相当于ll台非业的传统进给机械结构发生变革。通过先进的直线电机驱动的加工中心的生产量。Cincinnati电气控制，不仅简化了进给机械结构，更重要的公司为航宇工业生产的HyperMach系列机床，采是使机床的性能指标得到很大提高。目前，世界用了直线电机驱动，他们在该机床上加工_个整上最知名的机床厂家几乎无一例外地都推出了体薄壁飞机构件，仅用了30分钟，若用一般高速直线电机驱动的机床产品，品种覆盖了绝大多数铣床加工需要3tb时，用普通

6、数控铣床加工则需机床类型。要8小时。法国公司也生产采用直线电机的加工中2国外直线电机在机床业中的应用与发展心，~lRenaultAutomation生产的Urane20和25，这些机床上所有的坐标轴移动都采用了直线电自1993年德国Ex．Cell—O公司研发出世界第机。另外如ForestLine’公司也推出了它的Linear一台直线电机驱动工作台的加工中心以来，直Minumac直线电机机床，在EMP’Pairs99展会线电机已在不同种类机床上得到应用。进入2l上展出，专门用于加工大型零件。世纪以来，国外直线电机在机床业中的应用得意大；~r]JO

7、Bs公司自1999年开发出LinX直线到迅速的发展，越来越多的机床制造商选用直电机驱动的龙门加工中心后，至2003年Linx系列线电机作为机床的动力源。2001年，世界著名的产品已占全公司总产量的60％，并成为公司的主DMG公司已有28种机型采用直线电机驱动，年要利润来源。该公司为航宇和模具制造业生产的产1500多台，约占总产量的1／3。其它著名公司还大型高速铣床产品，采用直线电机驱动，加工时有Indramat、Siemens等。间可减少50％，机床结构还得到简化(减少零件日本沙迪克(S0DICK)公司早在1996年，就数25％)。意大利的Vi

8、golzone公司也采用了直线开始在电火花成形机上采用直线电机，自行研制电机技术。了专用的直线电机及与其相匹配的NC系统，继瑞士ETELSA公司将直线