[直线电机应用]直线电机在数控机床中的应用

    随着国防、航天、汽车、微电子等高科技产业的不断发展，对制造业和加工业提出了更高的要求。

 

    超高速加工和超精密加工将成为未来机床工业发展的两大主题。传统的机床进给驱动系统是“旋转电机+滚珠丝杠”机构。该驱动系统包括的中间部件多，由于滚珠丝杠自身的大惯性和物理限制，其线速度、加速度和定位精度受到限制，不能满足超高速高精度加工的要求。因此，直线电机吸引了人们的注意力。

 

 

    它直接产生直线运动，结构简单，运动惯性小，系统刚性高，响应速度快，能实现高速精确定位，产生大推力，尤其是运动速度和加速度比滚珠丝杠高几倍。工作行程可以无限长，维护量少，使用寿命长。这些优点使其成为现代机床进给驱动的理想部件。直线电机在机床应用中的关键技术问题交流直线电机主要用于机床进给伺服系统，分为同步型和感应型。随着稀土钕铁硼永磁材料的出现和性价比的提高，永磁同步直线电机已经成为主流。大多数应用。
 

 

    以这种直线电机在高速高精度机床上的应用为例，分析了需要克服的关键问题。

 

    第一、隔热散热问题永磁直线电机运行时，线圈会因铜损耗和铁损耗而发热，带来几个负面影响:(1)线圈绝缘层的旧损坏或损坏使得线圈不方便通过更多电流，因此不能产生更多推力。(2)温升会改变永磁体的工作点。(3)热量是否传递到机床？？工作台或导轨的热变形会影响加工精度。因此，特别是平板大推力直线电机，必须降低温度，磁钢温度不得超过70℃，线圈温度不得超过130℃。对于动圈和普通动圈直线电机，线圈部分可以冷却。但是，在超精密要求下，动磁直线电机应采用双层水冷，并配备温度传感器监控系统。由于它的结构，U型直线电机，一般不用冷却措施。

 

 

    第二，磁力隔离和保护机器切削液、铁屑、灰尘等问题。会污染腐蚀电机，甚至堵塞气隙，所以电机必须关闭。永磁钢对铁磁材料有很强的吸引力。为安全起见，应屏蔽磁性，并用不锈钢盖密封。直线电机两端应配备减震装置和电子限位开关，以防止移动器失去控制后发生碰撞。电缆应由牵引链保护，输出信号线应屏蔽。

 

     第三、直线导轨要求承受载荷，适应高速运动并保证精度，导轨的选择应考虑行程大小、机械特性、精度和速度承载能力等。通常，应使用滚动(滚珠或滚柱)线性导轨，以确保安装过程中的相互平行。对于超精密要求的情况，可使用空气静压导轨。

 

 

随着直线电机制造技术的不断创新、生产规模的不断扩大以及永磁材料和电子产品价格的下降，直线电机的成本正以每年20%的速度下降，在机床领域具有广阔的应用前景。然而，这个应用毕竟是新的。无论是直线电机本身还是配套的数控技术，都有很大的潜力。中国是一个制造大国，发展高档数控设备还有很长的路要走。