滾珠絲杠與直線電機(jī)性能比較
直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)在以下數(shù)控裝備領(lǐng)域具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢:高速、超高速、高加速度和生產(chǎn)批量大、要求定位的運(yùn)動(dòng)多、速度大小和方向頻繁變化的場合。例如汽車產(chǎn)業(yè)和IT產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)線,精密、復(fù)雜模具的制造。
大型、超長行程高速加工中心,航空航天制造業(yè)中輕合金、薄壁、金屬去除率大的整體構(gòu)件“鏤空”加工。例如美國CINCI ATI公司的“Hyper Mach”加工中心(46m);日本MAZAK公司的“HYPERSONIC 1400L超高速加工中心。
要求高動(dòng)態(tài)特性、低速和高速時(shí)的隨動(dòng)性、高靈敏的動(dòng)態(tài)精密定位。例如,以Sodick為代表的新一代高性能CNC電加工機(jī)床、CNC超精密機(jī)床、新一代CPC曲軸磨床、凸輪磨床、CNC非圓車床等。
輕載、快速特種CNC裝備。例如德國DMG的“DML80 Fine Cutting”激光雕刻、打孔機(jī),比利時(shí)LVD公司的“AXEL3015S”激光切割機(jī),MAZAK的“Hyper Cear510”高速激光加工機(jī)等。
德國DMG公司以批量生產(chǎn)各類高性能數(shù)控裝備著稱,在其伺服進(jìn)給系統(tǒng)中采用直線電機(jī)較早,而且采用率也是很高的(均在機(jī)床型號后標(biāo)注“Linear”),該公司對兩種驅(qū)動(dòng)方式的配置有三種類型:
各坐標(biāo)軸全部配置直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的“快速型”數(shù)控裝備。例如:DMC85V Linear、DMC75V Linear、DMC105V Linear、DMC60H Linear、DMC80H Linear以及DML80-Fine Cutting激光加工機(jī)等。
混合驅(qū)動(dòng)型。例如:DMF500 Linear動(dòng)柱式大型立式加工中心,在X軸(行程5m)配直線電機(jī),V=100m/min;而在Y、Z軸則采用“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)+滾珠絲杠”,V=60m/min。
各坐標(biāo)軸全部配置“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)+滾珠絲杠”的“強(qiáng)力型”加工中心。例如:DMC63H高速臥式加工中心,V=80m/min,加速度1g,定位精度0.008mm。此外還有DMC80H和DMC100H、DMC125H (duo BLOCK)以及DMC60T等。
兩種驅(qū)動(dòng)方式在德國DMG公司被同時(shí)運(yùn)用也說明他們具有各自的優(yōu)勢。直線電機(jī)的提升空間很大,未來直線電機(jī)的技術(shù)更加成熟了、產(chǎn)量上去了、成本下降了,應(yīng)用也會(huì)更加廣泛,但從節(jié)能降耗、綠色制造的角度思考,以及兩種結(jié)構(gòu)自身特點(diǎn)考慮“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)+滾珠絲杠”驅(qū)動(dòng)仍有其廣闊的市場空間。直線電機(jī)將成為高速(超高速)、高檔數(shù)控裝備中的主流驅(qū)動(dòng)方式的同時(shí),“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)+滾珠絲杠”依然會(huì)繼續(xù)保持其在中檔高速數(shù)控裝備中的主流地位.
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