直线电机在数控机床中的应用

数控机床正朝着精密、高速、复合、智能化和环保方向发展。精密高速加工对驱动及其控制提出了更高的要求，要求更高的动态特性和控制精度、更高的进给速度和加速度、更低的振动噪声和更小的磨损。问题的关键在于传统的传动链从电动机作为动力源到工作部件经过齿轮、蜗轮、皮带、丝杠、联轴器、离合器等中间传动环节，在这些环节中产生了很大的转动惯量、弹性变形、齿侧间隙、运动迟滞、摩擦、振动、噪声和磨损。虽然在这些方面通过不断的改进提高了传动性能，但问题很难从根本上得到解决，于是出现了“直联传动”的概念，即取消从电动机到工作部件的各种中间环节。随着电机及其驱动控制技术的发展，电主轴、直线电机、力矩电机等技术的日益成熟，使主轴、直线和回转协调运动的“直接驱动”概念变成现实，并日益显示出其巨大的优越性。直线电机及其驱动控制技术在机床进给驱动上的应用，使机床传动结构发生了重大变革，并使机床性能实现了新的飞跃。

这M艾因A优势L线性M电机F需要D河流:

进给速度范围广：可从1（1）m/s至20m/min以上，目前加工中心快进速度已达到208m/min，而传统机床快进速度<60m/min，一般为20～30m/min。

速度特性好：速度偏差可达（1）0.01％以下。

加速度大：直线电机最大加速度可达30g，目前加工中心进给加速度已达到3.24g，激光加工机进给加速度已达到5g，而传统机床进给加速度在1g以下，一般为0.3g。

定位精度高：采用光栅闭环控制，定位精度可达0.1～0.01（1）mm。直线电机驱动系统应用前馈控制，可使跟踪误差降低200倍以上。由于运动部件动态特性良好，响应灵敏，加上插补控制的精细化，可实现纳米级控制。

行程不受限制：传统滚珠丝杠传动受丝杠制造工艺限制，一般为4至6m，而更大的行程需要连接较长的丝杠，无论从制造工艺还是在性能上都不太理想。采用直线电机驱动，定子可以无限长，且制造工艺简单，有大型高速加工中心的X轴长度可达40m以上。

进展L线性M电机和Its D河流C控制T技术:

直线电机在原理上与普通电机类似，只是电机圆柱面的扩大，其类型与传统电机相同，如：直流直线电机、交流永磁同步直线电机、交流感应异步直线电机、步进直线电机等。

直线伺服电机作为20世纪80年代末出现的一种可以控制运动精度的直线伺服电机，随着材料(如永磁材料)、功率器件、控制技术以及传感技术的发展，直线伺服电机的性能不断提高，成本不断降低，为其广泛应用创造了条件。

近年来，直线电机及其驱动控制技术在以下几个方面取得进展：（1）性能不断提高（如推力、速度、加速度、分辨率等）；（2）体积减小、温度降低；（3）品种覆盖面广，能满足不同类型机床的要求；（4）成本大幅度下降；（5）易于安装和防护；（6）可靠性好；（7）包括数控系统中的配套技术日臻完善；（8）商品化程度高。

目前，世界上主要的直线伺服电机及其驱动系统供应商有：西门子；日本FANUC、三菱；美国阿诺德公司、科尔摩根公司；瑞士ETEL公司等。