直线电机在机床中应用的优点讨论

直线电机在国外制造装备业中的应用首先在机床设备方面，传统机床的驱动装置依赖丝杆驱动，丝杆驱动本身就具有一系列不利因素，包括：长度限制、机械背隙、磨擦、扭曲、螺距一周期误差、较长的振动衰减时间、与电机的耦合惯量以及丝杠的轴向压缩等。所有这些因素均限制了传统驱动装置的效率和精度。当设备磨损时，必须进行不断的调节以确保所需精度。直线电机驱动技术可以保证相当高的性能水准以及比传统的、将旋转运动转化为直线运动的电机驱动装置具备更高的简便性。由于直线电机直接与移动负载相连，因此在电机和负载之间没有背隙，而且柔量很小。 首先，利用直线驱动装置可以很容量地达到小于1μm/s或高达5m/s的速度。直线驱动系统可以保证恒定的速度特性，速度偏差优于±0.01%。在需要较高加速度的应用中，较小的直线电机可以方便地提供大于10g的加速度，而传统电机一般产生的加速度在1g范围内。直线驱动电机的精度只受反馈分辨率、控制算法以及电机结构的限制。采用前馈控制的直线电机系统可以减少跟踪误差200倍以上，而传统的驱动系统却受前述各因素的制约，此外还受机械系统限制。 其次，直线电机结构简单，由很少组件组成，因此需要的润滑也较少（直线导轨需要定期润滑）。这意味着它的使用寿命较长以及运行比较干净。相比而言，传统的驱动系统由20多个零部件组成，包括电机、联轴器、滚珠丝杠、U形块、轴承、枕块以及润滑系统。每个零部件都需要装配时间、调整时间以及预防性维护。相反，直线电机结构很简单，它是一个电磁执行机构，该执行机构是由两个支承在一个直线导轨上的刚体零件组成。 直线电机的其他优点包括较低的作用力和较小的速度波纹，从而保证较平稳的运动轮廓。当然，这依赖于电机的结构、磁板以及驱动软件。为了利用直线电机固有的动态制动的优点，驱动放大器应该有效地监控逆电动势（EMF），即使系统电源可能关断也要这样。多个直线电机可以用“背靠背”的方式安装以保证提高作用力。还可以增设额外的磁板以保证实质性的无限行程（受反馈设备和电缆长度限制）而不损失精度。 法国雷诺自动化公司的工程主管Jean-Paul Bugaud认为“直线电机已日趋成熟，它的精度决非滚珠丝杆驱动的机床所能匹敌。两三年以后，它在高精密与高精度加工中将是一种标准的选择。温度的变化已不再令人焦虑，它们能在10℃或40℃的运转中得到相同的精度。几年以后，估计除了廉价机床外，将不再采用滚珠丝杆了。 信息来源于：中国机床网