直线电动机进给驱动机构技术探析

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：由于上述的滚珠丝杠副传动和齿轮齿条副传动均需借助机械变换环节而间接获得直线运动，故无法满足超高速、超精密数控机床的精度要求。鉴于上述优点，近年来直线电动机进给驱动机构在超高速、超精密数控机床上得到了广泛应用，它将成为下一代数控机床的标准配置。

在综合考虑数控机床的精度要求、加工范围和制造成本等因素的前提下，粗加工数控机床多采用普通的齿轮齿条副或滚珠丝杠副进给传动结构；行程短、切削负载小和精度要求高的中小型数控机床，通常选用滚珠丝杠副进给传动结构（垂直进给方向必须安装抱闸制动装置），也可根据低速大转矩要求适当增加减速机构；大行程、高精度和重载切削的数控机床，则更多地采用齿轮齿条副进给传动消隙结构。

由于上述的滚珠丝杠副传动和齿轮齿条副传动均需借助机械变换环节而间接获得直线运动，故无法满足超高速、超精密数控机床的精度要求。而直线电动机进给驱动机构（见图5-74）取消了电动机与工作台间的传动环节，可将进给传动链缩短为零，能快速精确定位并可快速起动和反向运动；另外，其伺服进给系统的刚度较高，可避免弹性变形，保证进给系统的高性能和高精度。鉴于上述优点，近年来直线电动机进给驱动机构在超高速、超精密数控机床上得到了广泛应用，它将成为下一代数控机床的标准配置。但是，直线电动机控制系统对参数摄动、负载扰动、散热和系统快速吸能制动以及严格防尘、隔磁等问题，还有待于进一步研究和不断完善。

从电动机的工作原理来分，直线电动机有直流电动机、交流电动机、步进电动机、永磁电动机、电磁电动机、同步电动机和异步电动机等多种方式；而从结构来分，又有动圈式电动机、动铁式电动机、平板型电动机和圆筒型电动机等型式。目前，应用到数控机床上的直线电动机主要有高精度、高频率响应、小行程直线电动机与大推力、长行程、高精度直线电动机两类。

图5-74 直线电动机进给驱动机构

直线电动机进给驱动机构技术探析

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