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行業新聞

直線滑臺與旋轉伺服電機驅動方式的對比

時間:2021-09-04 11:00:49 作者: 點擊:

  1845年英國人就已經發明了直線電動機,但當時的直線電動機氣隙過大導致效率很低,無法應用。19世紀70年代科爾摩根也推出過,但因制造成本高,效率低限制了它的發展。

  直到20世紀70年代以后,直線滑臺才逐步發展并應用于一些特殊領域,20世紀90年代直線滑臺開始應用于機械制造業,現在世界一些技術先進的加工中心廠家開始在其高速機床上應用,使用直線滑臺的高速高精加工中心。

  下面在直線滑臺幾個主要特性上做一些比較,為相關業者提供一個參考。

  1、速度比較

  速度方面直線滑臺具有相當大的優勢,直線滑臺速度達到300m/min,加速度達到10g;滾珠絲杠速度為120m/min,加速度為1.5g。從速度上和加速度的對比上,直線滑臺具有相當大的優勢,而且直線滑臺在成功解決發熱問題后速度還會進一步提高,而“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”在速度上卻受到限制很難再提高較多。

  從動態響應上因為運動慣量和間隙以及機構復雜性等問題直線滑臺也占有很大的優勢。速度控制上直線滑臺因其響應快,調速范圍更寬,可以實現啟動瞬間達到轉速,高速運行時又能迅速停止。調速范圍可達到1:10000。

  2、精度比較

  精度方面直線滑臺因傳動機構簡單,且減少了插補滯后的問題,定位精度、重現精度、準確精度,通過位置檢測反饋控制都會較“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”高,且容易實現。

  直線滑臺定位精度可達0.1μm?!靶D伺服電機+滾珠絲杠”達到2~5μm,若想達到較高平穩性,“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”要采取雙軸驅動,直線滑臺是高發熱部件,需采取強冷措施,要達到相同目的,直線滑臺則要付出更大的代價。

  3、價格比較

  價格方面直線滑臺的價格要高出很多,這也是限制直線滑臺被更廣泛應用的原因。

  4、能耗比較

  直線滑臺在提供同樣轉矩時的能耗是“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”一倍以上,“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”屬于節能、增力型傳動部件,直線滑臺可靠性受控制系統穩定性影響,對周邊的影響很大必須采取有效隔磁與防護措施,隔斷強磁場對滾動導軌的影響和對鐵屑磁塵的吸附。

  5、應用比較

  直線滑臺驅動在以下數控裝備領域具有得天獨厚的優勢:高速、超高速、高加速度和生產批量大、要求定位的運動多、速度大小和方向頻繁變化的場合。例如汽車產業和IT產業的生產線,精密、復雜模具的制造。

  “旋轉伺服電機+滾珠絲杠”在大型、超長行程高速加工中心,航空航天制造業中輕合金、薄壁、金屬去除率大的整體構件“鏤空”加工。要求高動態特性、低速和高速時的隨動性、高靈敏的動態精密定位,能輕載、快速特種CNC裝備。

  直線滑臺的提升空間很大,未來直線滑臺的技術更加成熟了、產量上去了、成本下降了,應用也會更加廣泛,但從節能降耗、綠色制造的角度思考,以及兩種結構自身特點考慮“旋轉伺服電機+滾珠絲杠”驅動仍有其廣闊的市場空間。

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