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隨著制造業(yè)自動化技術(shù)水平的提升,對機床設(shè)備的要求越來越高,當(dāng)前的發(fā)展趨勢正朝著高效、高精和智能化等方向延伸,這些發(fā)展方向不僅要求機床設(shè)備具備更高性能,同時也需滿足更為復(fù)雜的加工需求。
然而傳統(tǒng)機床進給系統(tǒng)采用的旋轉(zhuǎn)電機傳動方式存在諸多局限性,如:
1.維護復(fù)雜,伺服電機絲桿結(jié)構(gòu)多,部件多,工作中有磨損,需定期維護或更換配件。
2.從電動機到工作臺之間的機械中間傳動環(huán)節(jié)多,傳動效率低。
3.行程長度受到限制。
4.速度慢(45m/min)、加減速過程長(加速度0.5g)。
這些問題嚴(yán)重制約了機床設(shè)備的性能提升和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。
機床進給系統(tǒng)采用直線電機直接驅(qū)動與原旋轉(zhuǎn)電機傳動方式的最大區(qū)別在于取消了從電動機到工作臺之間的機械傳動環(huán)節(jié),即把機床進給傳動鏈的長度縮短為零,故此這種傳動方式稱為“直線驅(qū)動”。
高速與高精度:直線電機的速度達到5米/秒,更為重要的是,它能夠在高速下依然保持高精度的定位,微米級的定位精度使其在機床行業(yè)、精密加工、半導(dǎo)體生產(chǎn)等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。
快速響應(yīng)與高效節(jié)能:由于省去了傳統(tǒng)傳動中的多個環(huán)節(jié),能夠更快地響應(yīng)控制系統(tǒng)的命令,最大加速度達到5G。此外,直接驅(qū)動的方式大大減少了能量在傳輸過程中的損失,實現(xiàn)了更高的能效比,符合現(xiàn)代工業(yè)對節(jié)能減排的要求。
低維護成本與長期穩(wěn)定性:與傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機+滾珠絲杠”機構(gòu)相比,直線電機的結(jié)構(gòu)更簡單,零件數(shù)量少,安裝精度要求較低,維護需求也減少。
無噪音和無背隙運動:直線電機運行時幾乎無噪音,為操作人員提供了更加舒適的工作環(huán)境。無背隙的設(shè)計確保了在頻繁改變運動方向時仍能保持高精度,這對于精密制造和檢測設(shè)備來說是至關(guān)重要的。
可擴展性和模塊化設(shè)計:傳統(tǒng)的絲杠傳動受絲杠制造工藝限制,一般4~6m,直線電機支持多動子和定子的模塊化拼接,行程可無限延長,對于一些長行程的機床,也能很好滿足,這種設(shè)計靈活性使得它能夠輕松應(yīng)用于大型生產(chǎn)線或特殊定制的設(shè)備中。
選擇直線電機時,需根據(jù)具體的應(yīng)用需求和工作環(huán)境來決定使用哪種類型的直線電機。例如:如果應(yīng)用場景需要高推力和良好的散熱性能,水冷平板直線電機是更好的選擇;如果對成本和維護有較高要求,自冷型直線電機更適合;而對精度和穩(wěn)定性有高要求的場合,則應(yīng)需要考慮U型直線電機。
溫升是影響直線電機性能和壽命的重要因素,在高精度運動控制中,低溫升能顯著提高直線電機的可靠性和減少對設(shè)備控制精度的影響。
防護等級高的直線電機能夠更好地阻止機床切削液、鐵屑、灰塵等污染物的侵入,減少電機因環(huán)境因素導(dǎo)致的故障,延長電機的使用壽命。
直線電機的推力波動會直接影響到機床的定位精度和重復(fù)定位精度,推力波動越小,運動過程越平穩(wěn),加工質(zhì)量越高。
直線電機通過精確控制位置,消除傳統(tǒng)伺服系統(tǒng)的間隙和誤差,提升加工精度和零件質(zhì)量一致性,同時降低能耗和維護成本,顯著提高加工中心的效率和可靠性,是現(xiàn)代高精度加工的理想選擇。
昊志機電直線電機憑借其高速、高精度、高效率以及低維護的特性,在高端制造業(yè)和自動化領(lǐng)域中展現(xiàn)出巨大的潛力和優(yōu)勢。隨著技術(shù)的不斷進步和成本的進一步降低,昊志機電直線電機將在更多的工業(yè)領(lǐng)域中得到更廣泛應(yīng)用,成為推動工業(yè)4.0和智能制造的重要力量。