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直線滑臺與旋轉(zhuǎn)伺服電機驅(qū)動方式的對比
閱讀:541 發(fā)布時間:2022-5-221845年英國人就已經(jīng)發(fā)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(fā)展。
直到20世紀70年代以后,直線滑臺才逐步發(fā)展并應用于一些特殊領(lǐng)域,20世紀90年代直線滑臺開始應用于機械制造業(yè),現(xiàn)在世界一些技術(shù)*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(guān)業(yè)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(yōu)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(yōu)勢,而且直線滑臺在成功解決發(fā)熱問題后速度還會進一步提高,而“旋轉(zhuǎn)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(tài)響應上因為運動慣量和間隙以及機構(gòu)復雜性等問題直線滑臺也占有很大的優(yōu)勢。速度控制上直線滑臺因其響應快,調(diào)速范圍更寬,可以實現(xiàn)啟動瞬間達到轉(zhuǎn)速,高速運行時又能迅速停止。調(diào)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(gòu)簡單,且減少了插補滯后的問題,定位精度、重現(xiàn)精度、準確精度,通過位置檢測反饋控制都會較“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠"高,且容易實現(xiàn)。
直線滑臺定位精度可達0.1μm。“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠"達到2~5μm,若想達到較高平穩(wěn)性,“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠"要采取雙軸驅(qū)動,直線滑臺是高發(fā)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(zhuǎn)矩時的能耗是“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠"一倍以上,“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠"屬于節(jié)能、增力型傳動部件,直線滑臺可靠性受控制系統(tǒng)穩(wěn)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(qū)動在以下數(shù)控裝備領(lǐng)域具有得天獨厚的優(yōu)勢:高速、超高速、高加速度和生產(chǎn)批量大、要求定位的運動多、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、復雜模具的制造。
“旋轉(zhuǎn)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(yè)中輕合金、薄壁、金屬去除率大的整體構(gòu)件“鏤空"加工。要求高動態(tài)特性、低速和高速時的隨動性、高靈敏的動態(tài)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(shù)更加成熟了、產(chǎn)量上去了、成本下降了,應用也會更加廣泛,但從節(jié)能降耗、綠色制造的角度思考,以及兩種結(jié)構(gòu)自身特點考慮“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲杠"驅(qū)動仍有其廣闊的市場空間。