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直线滑台与旋转伺服电机驱动方式的对比

时间:2021-09-04 11:00:49 作者: 点击:

  1845年英国人就已经发明了直线电动机,但当时的直线电动机气隙过大导致效率很低,无法应用。19世纪70年代科尔摩根也推出过,但因制造成本高,效率低限制了它的发展。

  直到20世纪70年代以后,直线滑台才逐步发展并应用于一些特殊领域,20世纪90年代直线滑台开始应用于机械制造业,现在世界一些技术先进的加工中心厂家开始在其高速机床上应用,使用直线滑台的高速高精加工中心。

  下面在直线滑台几个主要特性上做一些比较,为相关业者提供一个参考。

  1、速度比较

  速度方面直线滑台具有相当大的优势,直线滑台速度达到300m/min,加速度达到10g;滚珠丝杠速度为120m/min,加速度为1.5g。从速度上和加速度的对比上,直线滑台具有相当大的优势,而且直线滑台在成功解决发热问题后速度还会进一步提高,而“旋转伺服电机+滚珠丝杠”在速度上却受到限制很难再提高较多。

  从动态响应上因为运动惯量和间隙以及机构复杂性等问题直线滑台也占有很大的优势。速度控制上直线滑台因其响应快,调速范围更宽,可以实现启动瞬间达到转速,高速运行时又能迅速停止。调速范围可达到1:10000。

  2、精度比较

  精度方面直线滑台因传动机构简单,且减少了插补滞后的问题,定位精度、重现精度、准确精度,通过位置检测反馈控制都会较“旋转伺服电机+滚珠丝杠”高,且容易实现。

  直线滑台定位精度可达0.1μm。“旋转伺服电机+滚珠丝杠”达到2~5μm,若想达到较高平稳性,“旋转伺服电机+滚珠丝杠”要采取双轴驱动,直线滑台是高发热部件,需采取强冷措施,要达到相同目的,直线滑台则要付出更大的代价。

  3、价格比较

  价格方面直线滑台的价格要高出很多,这也是限制直线滑台被更广泛应用的原因。

  4、能耗比较

  直线滑台在提供同样转矩时的能耗是“旋转伺服电机+滚珠丝杠”一倍以上,“旋转伺服电机+滚珠丝杠”属于节能、增力型传动部件,直线滑台可靠性受控制系统稳定性影响,对周边的影响很大必须采取有效隔磁与防护措施,隔断强磁场对滚动导轨的影响和对铁屑磁尘的吸附。

  5、应用比较

  直线滑台驱动在以下数控装备领域具有得天独厚的优势:高速、超高速、高加速度和生产批量大、要求定位的运动多、速度大小和方向频繁变化的场合。例如汽车产业和IT产业的生产线,精密、复杂模具的制造。

  “旋转伺服电机+滚珠丝杠”在大型、超长行程高速加工中心,航空航天制造业中轻合金、薄壁、金属去除率大的整体构件“镂空”加工。要求高动态特性、低速和高速时的随动性、高灵敏的动态精密定位,能轻载、快速特种CNC装备。

  直线滑台的提升空间很大,未来直线滑台的技术更加成熟了、产量上去了、成本下降了,应用也会更加广泛,但从节能降耗、绿色制造的角度思考,以及两种结构自身特点考虑“旋转伺服电机+滚珠丝杠”驱动仍有其广阔的市场空间。