直线电机能不能取代机床丝杆模组?

2022-05-04 17:02 高工

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       直线电机其实也是伺服电机的一种,只不过我们平时看到的电机大都是这种可以做旋转运动的电机,而直线电机是做直线运动的。比如说机床直线轴XYZ的进给运动。唯一不同的是,直线电机不具有编码器,只有一个测量系统。

       以前的机床大都用的是滚珠丝杠+旋转伺服电机的组合,来驱动机床的直线坐标轴,这种驱动方式有很多缺点,比如说弹性变形大、响应速度慢、存在反向间隙、易磨损等,严重限制了驱动装置的效率和精度。而现在市场流行的直线电机,因为取消了响应时间较大的丝杠等机械传动件,所以在速度、加速度、精度上做到了对丝杠模组的绝对的碾压,之所以能全面碾压,是因为电子元器件比机械传动件的动态响应时间要小几个数量级。

       比如说滚珠丝杆的速度为120m/min,加速度为1.5G,而直线电机的速度可达420m/min。加速度可达10G。所以用直线电机驱动的机床,加工一个整体薄壁飞机构件只需要不到半小时,一般的高速铣床加工需要3小时,用普通数控铣床加工则需要8小时。再比如说伺服电机+滚珠丝杆的精度可达2-5μm,而直线电机的定位精度可达0.1μm。所以对于控制精度高于2μm以上的数控机床,直线电机是优先或必须的功能部件。除了速度快、精度高、还有免维护、寿命长、可靠性高的优点,凭借这些优势,就足以让直线电机未来直接取代以机械传动为主的丝杆模组。

       目前直线电机主要应用于OEM市场,其中机床、半导体设备、激光加工设备是主要应用领域。直线电机国外以展比国内早,比如说德玛吉早在2000年左右,就开始直线电机提高机床的精度。即便是目前,国内机床行业中直线电机的普及率也比较低,而在欧美日等国,直线电机的普及率则高达20%-50%。

       国内之所以还淌有大规模替代,是困为直线电机的成本要比丝杆模组高很多,不过由于生产工艺的提高,成本已经在逐步下降了,现价段主要还是应用在高性能机床,特别是精密高速加工机床、特种加工机床、大型重型机床,主要是为了解决传统方法不能解决的问题。革机械传动的老命!直线电机取代机床丝杆模组是大势所趋!

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