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[直线电机优势]直线电机对比旋转伺服电机+滚珠丝杠有什么不同?

发布时间:2019-11-06 15:16:06 阅读次数:80 文章来源:深圳金沙澳门官网
导读: 1. 速度比较: 从速度和加速度的对比来看,直线电机有相当大的优势,而且直线电机在成功解决加热问题后会进一步提高速度,而旋转伺服电机+滚珠丝杠的速度是有限的,很难提高更多
1. 速度比较:
从速度和加速度的对比来看,直线电机有相当大的优势,而且直线电机在成功解决加热问题后会进一步提高速度,而旋转伺服电机+滚珠丝杠的速度是有限的,很难提高更多。在动态响应方面,直线电机也具有绝对优势
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2. 精度比较:
在精度方面,直线电机传动机构简单,减少了插补滞后问题。通过位置检测反馈控制,定位精度、再现精度、绝对精度均高于“旋转伺服电机+滚珠丝杠”,易于实现。直线电机的定位精度可以达到0.1μM。“旋转伺服电机+滚珠丝杠”最多可达2 - 5μm,数控伺服电机,无间隙的耦合-推力轴承冷却系统高精度滚动导轨-螺母座表闭环系统是需要轻量级的传动部分和光栅精度高。若要达到更高的稳定性,“旋转伺服电机+滚珠丝杠”应采用双轴驱动。直线电机属于高发热部件,应采取较强的冷却措施。为了达到同样的目的,直线电机将付出更大的代价。
3.价格比较:
在价格方面,Lim的价格要高得多,这也是Lim被限制在广泛使用的原因。
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4. 能源消耗比较:
当提供相同的转矩时,直线电机的能耗是“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的两倍以上。“旋转伺服电机+滚珠丝杠”是一种节能增力的传动部件。直线电机的可靠性受控制系统的稳定性的影响,而控制系统的稳定性对周围环境有很大的影响。必须采取有效的磁隔离和保护措施,隔离强磁场对滚动导轨的影响和磁粉对铁屑的吸附。
通过下面的例子,更容易理解直线电机和“旋转伺服电机+滚珠丝杠”的一些特性:
日本一家公司的超高速龙门加工中心。X、Y轴由直线电机v = 120m / min驱动,为什么公司不用“旋转伺服电机+滚珠丝杠”?因为super的DN值虽然经历了传统丝杆从70000到150000到220000的速度提升过程,但由于纯机械传动的弱点,线速度、加速度和行程范围的提升总是有限的。如果产品选择Φ40×20毫米,Vmax = 110米/分钟,因为nmax = 5500 r / min的速度非常高,旅游范围显然不是太长临界速度限制的数控。如果产品有大量铅Φ40×40毫米,Vmax = 220米/分钟,这显然不能满足定位精度高的情况。可以达到220000的DN值,从一方面反映了设计和制造水平。如果我们选择Φ40×20(双头)毫米产品并使用它的条件下n≈4000 ~ 5000 r / min和V = 80 ~ 100米/分钟,其安全性、可靠性和使用寿命都高于预期。事实上,到目前为止,还没有成功的例子超级系列的驱动在高速和高精度数控金属切削机床(数控成形机除外)与速度v≥120米/分钟。事实上,最好的应用场合的“旋转伺服电机+滚珠丝杠”是:媒介高速数控设备和一些高档数控设备与v = 40 ~ 100米/分钟,0.8 ~ 1.5(2.0)加速度g, P3及以上的准确性。
应用的比较:
直线电机和“旋转伺服电机+滚珠丝杠”其实各有优点,但也各有不足。它们在数控机床领域都有各自的最佳应用范围。
直线电机驱动在以下数控设备领域具有独特的优势:(1)高速、超高速、高加速度、生产批量大、定位运动要求多、速度和方向变化频繁。例如,汽车工业和it工业的生产线,精密和复杂模具的制造。(2)大型、超长行程高速加工中心,航空航天制造业轻合金、薄壁、整体零件金属去除率的中空加工。例如美国cinciati公司的“hypermach”加工中心(46m);日本马扎克公司的“hypersonic1400l”超高速加工中心。(3)要求高动态特性、低速、高速随动、高灵敏动态精密定位。如新一代高性能数控加工机床、数控超精密机床、新一代CPC曲轴磨床、凸轮磨床、数控非圆车床等,以Sodick为代表。(4)轻载、快速专用数控设备。如德国DMG公司的“dml80finecutting”激光雕刻和钻孔机、比利时LVD公司的“axel3015s”激光切割机、Mazak公司的“hypercear510”高速激光加工机等。
DMG以大批量生产各种高性能数控设备而著称。在其伺服进给系统中,直线电机使用较早,采用率也很高(均在机型后标“直线”)。公司拥有两种驱动模式的三种配置:
所有的坐标轴都配备了由直线电机驱动的“快速”数控设备。如:dmc85vlinar、dmc75vlinar、dmc105vlinar、dmc60hlinar、dmc80hlinar、dml80 finecutting激光机等。
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混合动力驱动。以dmf500linear大型立式加工中心为例,直线电机采用x轴(行程5m), v = 100M / min;y轴和z轴采用旋转伺服电机+滚珠丝杠,v = 60m / min。
每个坐标轴都配有一个“强大的”“旋转伺服电机+滚珠丝杠”加工中心。例如:dmc63h高速卧式加工中心,v = 80m / min,加速度1g,定位精度0.008mm。另外,还有dmc80h, dmc100h, dmc125h (duoblock)和dmc60t。
两种驾驶模式在德国DMG公司同时使用,显示出各自的优势。直线电机还有很大的改进空间。在未来,直线电机的技术将会更加成熟,产量将会上升,成本将会下降,应用将会更加广泛。但是,从节能降耗、绿色制造的角度出发,考虑到两种结构的特点,“旋转伺服电机+滚珠丝杠”驱动仍有广阔的市场空间。直线电机将成为高速(超高速)和高端数控设备的主流驱动方式,而“旋转伺服电机+滚珠丝杠”将继续保持其在中档高速数控设备中的主流地位。

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