剛度提高了7倍；直線電機(jī)直接驅(qū)動的工作臺無反向工作死區(qū)；由于電機(jī)慣量小，所以由其構(gòu)成的直線伺服系統(tǒng)可以達(dá)到較高的頻率響應(yīng)。 1993年，德國ZxCell-O公司推出了世界上*一個(gè)由直線電機(jī)驅(qū)動的工作臺HSC-240型高速加工中心，機(jī)床主軸*高速達(dá)到24000r/min，*大進(jìn)給速度為60n/min，加速度達(dá)到1g，當(dāng)進(jìn)給速度為 20m/min時(shí)，其輪廓精度可達(dá)0.004mm。美國的Ingersoll公司緊接著推出了HVM-800型高速加工中心，主軸*高轉(zhuǎn)速為 20000r/min，*大進(jìn)給速度為75.20m/min。 HIWIN直線電機(jī)的大陸直銷熱線是：400-811-5568 1996年開始，日本相繼研制成功采用直線電機(jī)的臥式加工中心、高速機(jī)床、超高速小型加工中心、超精密鏡面加工機(jī)床、高速成形機(jī)床等。 我國浙江大學(xué)研制了一種由直線電機(jī)驅(qū)動的沖壓機(jī)，浙江大學(xué)生產(chǎn)工程研究所設(shè)計(jì)了用圓筒型直線電機(jī)驅(qū)動的并聯(lián)機(jī)構(gòu)坐標(biāo)測量機(jī)。2001年南京四開公司推出了自行開發(fā)的采用直線電機(jī)直接驅(qū)動的數(shù)控直線電機(jī)車床，2003年第8屆中國國際機(jī)床展覽會上，展出北京電院高技術(shù)股份公司推出的VS1250直線電機(jī)取得的加工中心，該機(jī)床主軸*高轉(zhuǎn)速達(dá)15000r/min。 HIWIN直線電機(jī)的工作原理
HIWIN直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動裝置。它可以看成是一臺旋轉(zhuǎn)電機(jī)按徑向剖開，并展成平面而成。 由定子演變而來的一側(cè)稱為初級，由轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為次級。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將初級和次級制造成不同的長度，以保證在所需行程范圍內(nèi)初級與次級之間的耦合保持不變。直線電機(jī)可以是短初級長次級，也可以是長初級短次級。考慮到制造成本、運(yùn)行費(fèi)用，目前一般均采用短初級長次級。 直線電動機(jī)的工作原理與旋轉(zhuǎn)電動機(jī)相似。以直線感應(yīng)電動機(jī)為例：當(dāng)初級繞組通入交流電源時(shí)，便在氣隙中產(chǎn)生行波磁場，次級在行波磁場切割下，將感應(yīng)出電動勢并產(chǎn)生電流，該電流與氣隙中的磁場相作用就產(chǎn)生電磁推力。如果初級固定，則次級在推力作用下做直線運(yùn)動；反之，則初級做直線運(yùn)動。 直線電機(jī)的驅(qū)動控制技術(shù) 一個(gè)直線電機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)不僅要有性能良好的直線電機(jī)，還必須具有能在安全可靠的條件下實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)要求的控制系統(tǒng)。隨著自動控制技術(shù)與微計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，直線電機(jī)的控制方法越來越多。對直線電機(jī)控制技術(shù)的研究基本上可以分為三個(gè)方面：一是傳統(tǒng)控制技術(shù)，二是現(xiàn)代控制技術(shù)，三是智能控制技術(shù)。 傳統(tǒng)的控制技術(shù)如PID反饋控制、解耦控制等在交流伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。其中PID控制蘊(yùn)涵動態(tài)控制過程中的過去、現(xiàn)在和未來的信息，而且配置幾乎為*優(yōu)，具有較強(qiáng)的魯棒性，是交流伺服電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中*基本的控制方式。為了提高控制效果，往往采用解耦控制和矢量控制技術(shù)。 在對象模型確定、不變化且是線性的以及操作條件、運(yùn)行環(huán)境是確定不變的條件下，采用傳統(tǒng)控制技術(shù)是簡單有效的。但是在高精度微進(jìn)給的高性能場合，就必須考慮對象結(jié)構(gòu)與參數(shù)的變化。各種非線性的影響，運(yùn)行環(huán)境的改變及環(huán)境干擾等時(shí)變和不確定因數(shù)，才能得到滿意的控制效果。因此，現(xiàn)代控制技術(shù)在直線伺服電機(jī)控制的研究中引起了很大的重視。常用控制方法有：自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、魯棒控制及智能控制。 近年來模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制方法也被引入直線電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的控制中。目前主要是將模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與PID、H∞控制等現(xiàn)有的成熟的控制方法相結(jié)合，取長補(bǔ)短，以獲得更好的控制性能。 HIWIN直線電動機(jī)和HIWIN高速滾珠絲杠的發(fā)展 作為裝備制造業(yè)核心加工設(shè)備的數(shù)控機(jī)床正向高速、高效、高精度、智能化、復(fù)合化、環(huán)保化方向發(fā)展。
在高速和超高速加工中，要求高的動態(tài)特性和控制精度；瞬間達(dá)到高速和在高速運(yùn)行中瞬間準(zhǔn)停；振動小、噪聲低、運(yùn)行平穩(wěn)；可靠性高、壽命長。 在各類線性驅(qū)動元部件中，精密高速HIWIN滾珠絲杠（Precicion High-speed Ball Screws——本文簡稱PHS-BS）和AC直線電動機(jī)（AC Linear Motor本文簡稱AC-LM）是大型、精密、高速數(shù)控裝備的快速伺服進(jìn)給系統(tǒng)中能滿足上述要求的核心功能部件。 邁入數(shù)控裝備領(lǐng)域的AC直線電動機(jī) HIWIN直線電動機(jī)是借助于電磁作用原理，HIWIN導(dǎo)軌直接將電能轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動的驅(qū)動裝置。世界上*一臺直線電動機(jī)是英國物理學(xué)家惠斯登（Sir Charles Wheatstone）發(fā)明，并于1845年取得專利。*初以高速運(yùn)輸和牽引為主，經(jīng)過不斷改進(jìn)后應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大到電腦及辦公設(shè)備、半導(dǎo)體制造裝備、醫(yī)療裝備、工業(yè)自動化、自動繪圖儀等等。 |
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