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直线电机在数控机床应用中的常见问题

信息来源:步进电机供应商上海四宏电机有限公司    添加时间:2017-12-25

超高速加工和超精密加工成为未来机床业发展的两个主题,传统的机床进给驱动系统是“旋转电机+滚珠丝杠”机构。这种驱动系统涉及的中间部件多,运动惯量大,而且滚珠丝杠本身俱有物理局限性,因此产生的线性速度、加速度及定位精度均有限,不能满足超高速、高精密加工的需要。

目前对高的要求数控机床均采用直线电机,它直接产生直线运动,结构简洁,运动惯量小,系统刚度高,快速响应特性好,高速情况下能实现精密定位,产生推力大,尤其运动速度、加速度高于滚珠丝杠的若干倍,工作行程可以无限长,维护少、寿命长。 作为直线电机生产商的泰莱,根据以往的经验分析了直线电机需要克服的常见问题。 1)绝热与散热问题永磁直线电机运行时,由于铜损和铁损,线圈会发热,带来几个负面影响:(1)对线圈绝缘层造成老损或破坏,使线圈不便通入更大电流,从而不能产生更大推力。(2)温度升高会改变永磁体的工作点。

(3)如果热量传递到机床工作台或者导轨,产生热变形会影响加工精度,所以,直线电机必须降温,要求磁钢温度最高不超过70℃,线圈温度不超过130 ℃。对于动圈式(Moving coil)和一般的动磁式直线电机,对线圈部位冷却即可;但在超精密要求下的动磁式直线电机,应该采取双层水冷方式,配以温度传感器监测系统。 u形直线电机由于结构原因,一般不用冷却措施。

2)隔磁与防护问题机床切削液、铁屑、灰尘等会污染腐蚀电机,甚至堵塞气隙,所以必须封闭电机。永磁钢对铁磁性物质有强吸引力,为安全起见应该隔磁,可采用不锈钢罩封闭。直线电机两端要有缓冲防护装置(Shock-absorbing)和电子限位开关,防止动子失控后的碰撞。对电缆线要加保护拖链,输出信号线还要加屏蔽体。 3)线性导轨要求承受载荷,适应高速运动并保证精度,选择导轨要考虑行程大小、机械特性、精密性与速度承受能力等。

直线电机制造工艺会随着市场的需求不断革新,东莞泰莱自动化科技有限公司生产的CCTL直线电机底座宽度有135毫米,170毫米和230毫米三种类型,目前应用于学对准/定位检测、激光加(激光切割/激光打标/激光雕刻/激光钻孔等)精密装配、精密机床、半导体生产设备、定位检测、电子生产设备、及3D打印设备等。可单轴或任意组合应用,按需定制。


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