直线电机直接驱动技术在数控机床中的应用
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凿岩机与钎杆的连接螺纹为异型螺纹，不能采用通常的成形车刀的加工方法，一般采用液压仿形车床，用靠模及尖刀加工，精度差且效率低，靠模的制造也比较困难，见图这台数控直线电机车床，其轴采用直线电机直接驱动，光栅尺闭环反图馈，加工时，轴用直线电机代替靠模方式的车刀快速往复运动，加上轴及主轴联动(也可以采用随动方式)，综合运动的空间关系由程序控制，螺纹轮廓完全数字化，是一种数字化的全新的螺纹加工方式，用尖刀像车外圆一样一刀完成，速度快，精度高，表面质量好。 加工时，主轴转速可以达到以上，即刀具每分钟要沿方向走个以上的来回。 这台车床还适合用于高速高精度地加工其他非圆截面的各种零件，如发动机活塞的中凸变椭圆裙部，其最高转速可达以上。 直线电机简述用于机床进给驱动的一般是交流直线电机，有永磁同步式和感应异步式两种，从其结构来讲，又有动圈式动铁式平板型和圆筒型等等，见图必材工人6梦劝级万夕及加了卒芦卿一般数控机床运动轴通常采用回转伺服电机，通过滚珠丝杠副传动，有的还经过一对减速齿轮或一对齿型带轮和同步齿形带，可称为间接传动采用直线电机的直接驱动，省去了旋转电机滚珠丝杠副等到工作台之间的一切中间环节，即将机床进给传动链的长度缩短为二，图零，所以这种传动方式也一称为直接驱动或零传动方式。 直接驱动最为突出的优点是可得到瞬时的高加速度，即过渡过程极短响应快。 年芝加哥国际机床展览会上采用直线电机的大型数控机床，重达数吨的运动部件，其加速度达到以上，进给速度达一运动部件具有瞬时高加速度的好处是可大大减少插补时由滞后带来的跟踪误差，使之在提高轮廓速度时，不会增大相应的跟踪误差。 有一种采用直线电机技术的加工中心在用进给速度铣削圆孔时，其形状误差小于而一般的加工中心用铣削速度，可得到的精度，当铣削速度达到10时，精度只能到左右。 采用直线电机技术可以轻松地将机床精度提高一个数量级，在高速运动条件下差距更大。 由于直线电机的定子可以由多段拼接而成因此直线电机没有行程长度的限制，这一优点决定了直线电机技术特别适用于航空工业的特大型数控机床，如轴行程达十几米几十米甚至百米以上的机床。 除了沿直线运动以外，还有沿圆周运动的直线电机，叫做环形扭矩直线电机也具有零传动的特性。 瑞士公司为一台大型天文望远镜提供一台直径达厚度仅为扭矩达的环形扭矩直线电机，在回转速度低到天转一圈的条件下，能够极为平稳均匀地回转。 在许多数控系统上只支持圆弧标准格式，而不支持圆弧格式。 这就导致了同一个数控加工程序在不同的数控机床上加工时，经常会遇到代码不兼容的问题。 因此圆弧的圆心相对于起点坐标值为一下。 人t这种环形直线电机将逐步取代目前数控机床领域中最常用的蜗杆蜗轮副和弧齿锥齿轮副等机构，而且可以大大提高这些机构运动的精度速度和简化其机械结构，如在齿轮加工机床中采用环形直线电机技术，可以使机床的结构大为简化，各轴的运动关系完全由计算机软件来决定。 由于计算机控制技术及功率伺服驱动技术等的进步，直线电机直接驱动技术大面积应用的时代将很快到来，可以预计，两年或四年后的上，采用直线电机技术的高速机床将成为大会的主流新产品。 |
