直线电机在数控机床上的调试

试要求较 高 ， 故对 使用 直线 电机 的机 床在 进给 系 统调
试 时的调试步骤进 行 了总结 ， 面 以 Ｆ Ｎ Ｃ数 控系统 下 ＡＵ 和其使用 的直线 电机为例进行分 析及说 明。
作 台与床 身上 。由于这种进给传 动方式 的传 动链 缩短
为 ０ 所 以被称为 机床进给 系统的“ ， 零传动 ” 。
Ａ ｂｓｒ ｃ Ｔｈｓ ｐ ｐｅ ｉ ｙ ｉ ｔｏ ｃ ｓｔ ｅ ｗｏｋｉ ｒｎｃｐ ｅ ｏ ｉ ａ ｏｏ ｎ ｔ ｒｖ ｅ ｈｎ ｌｇ ｔ ａ ｔ： ｉ ａ ｒ ｍａｎｌ ｎｒ ｄｕ ｅ ｈ ｒ ｎｇ ｐ ｉ ｉｌ ｆｌｎｅ ｒｍ ｔｒａ ｄ ｉ ｄ ｉｅ ｔ ｃ ｏ ｏ ｙ，ｌｎ ａ ｔｒｄ ｖ ｓ ｉ ｅ ｒｍｏｏ ｒ ｅ ｉ
随着航 空航天 、 汽车 制造 、 具加 工 、 模 电子制 造 行 业 等领域对 进行高 效率 加工 的要求 越来 越 高 ， 而 需 从 要 大量高性 能的高速数控 机床 。机床进 给系统 是高 速
机 床的主要 功能部 件 ， 直 线 电机进 给 系统彻 底 改变 而 了传统 的滚珠 丝杠 传动 方式 存 在 的弹性 变形 大 、 响应
构， 大大简化 了机械 系统的设计 ， 高 了工作效 率 。 提
定
ｌ 直 线 电机 工 作 原 理 及 其 驱 动技 术
直线 电机是一种将 电能直接 转换成直线运 动机 械
能而不需 通过 中问任何 转 换装 置 的新 电机 ， 它具 有 系
统结构简单 、 磨损少 、 噪声低 、 组合性 强 、 维护方 便等 优 点 。旋转 电机所具 有 的 品种 ， 线 电机 几乎 都 具有 相 直
ｈｉｈ ｓ ｅ ｄ ＣＮＣ ｍ ａ ｈｉ ｏ ｌ． ｇ ｐ ｅ ｃ ｎｅ ｔｏｓ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ｉｅ ｒｍｏ ｏ ， ｇ ｐ ｅ ｌｎ ａ ｔ ｒ ｈｉｈ ｓ ｅ ｄ ＣＮＣ ａ ｈｉ ｏ ｌ ｄ ｂｕ ｇｎｇ ｍ ｃ ｎｅ ｔｏ ， ｅ ｇ ｉ
０ 引 言
速 度慢 、 在 反 向间 隙 、 存 易磨 损等 先天 性 的缺点 ， 并具
有 速度 高 、 速度 大 、 位精 度高 、 加 定 行程 长度 不受 限制
流 随时间变化 时 ， 气 隙磁场 按定 向相序 沿直 线移动 ， 使
这个气 隙磁场称 为行波磁场 。当次级 的感应 电流和气
等优 点 ， 使其在数 控 机床 高速 进 给系 统领 域 中逐 渐发 展 为主导方 向。但 由于直线 电机 本身所具 有 的磁 路开
Ｄｅ ｕｇ ｉ ｆｌｎ ａ ｏ ｏ ｎ Ｎ Ｃ ａ ｈｉ ｅ ｔ ｏ ｂ ｇｎｇ ｏ ｉ ｅ ｒ ｍ ｔ ｒ ｉ ｍ ｃ ｎ ｏ ｌ
ＧＵ０ Ｚ ｉ ｉｎ ＩＬ —ｉ ｎ ｈ —ｑ ａ ｇ ．Ｌ ｉ ｕ
（ ． ｎ ａ ｇＸ ｎｈ ｎ ｃｉｅＴ ｏ Ｃ ． Ｌｄ ４ ５ ０ ； ． ｎ ａｇＴ ｃ ｎｃ ｎ ｏ ｅｅ４ ５ ０ ） １ Ａ ｙ ｎ ｉｓｅ ｇＭａｈｎ ｏｌ ｏ ，ｔ ，５ ０ ０ ２ Ａ ｙｎ ｅｈ ｉ ａ ｓＣ ｌ ｇ ，５ ０ ０ ｉ ｌ
断所 引起 的边端 效应 以及 安 装气 隙较 大 等 问题 ， 调 对
隙磁场 相互作用 便产 生 了 电磁推 力 ， 如果 初 级是 固定
不动 的 ， 次级就 能沿着 行 波磁 场运 动 的方 向做 直 线运
动， 即可实现高速 机床 的直线 电机 直 接驱 动 的进 给方
式 。直线 电机 的初级 和次级分别 安装在高速 机床 的工
摘要 ： 文主要介 绍了直线电机的工作原理及其驱动技术 、 本 直线 电机进给驱 动技术及在 数控机床 上的调试 ， 直线 电机进给驱动技术将是高速数控机床未来 发展 的方向。 关键词 ： 直线 电机 ； 高速数控机床 ；调试
中图 分 类 号 ：Ｍ３６ Ｔ ０ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ４—０ ２ （０ ２ ０ ０ ２ １０ ４ ０ ２ １ ）４— ０ ５—０ ２
数 控 ・ 显 — — 直 线 电机 在 数 控 机 床 上 的调 试 数
机 床 电器 ２ １． ０ ２４
直 线 电机 在 数 控 机 床 上 的 调 试
郭志 强 李 利军 （． 阳鑫盛机 床股 份有 限公 司 ，５０ ０２ 安 阳技 师学 wk.baidu.com ，５０ ０ ， １安 ４５ ０ ；． ４５０ ）
ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ Ｃ ｃ ｉ ｅ ｔｏ ｅ ｕ ｇｎ ｎ ａ ｌ ｅ ｒ ｔ ｒ ｒ ｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ｌ ｂ ｈ ｉ ｃｉｎ ｏ ｔ ｒ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｆ ｅ ｈ ｏ ｏ ｏ ＮＣ ｍａ ｈ ｎ ｌ ｂ ｇ ｉ ｇａ ｄ ｔ ｔ ｉ ａ ｏ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｗｉ ｅ ｔ ｅｄ ｒ ｔ ｆ ｕ ｕ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｙ ｏ ｄ ｈ ｎ ｍｏ ｄ ｖ ｙ ｌ ｅ ｏ ｆ ｏ
传 统圆筒型 电机 的初级 展 开拉 直 ， 变初 级 的封 闭磁 场
为开放磁场 ， 而旋转 电机 的定子 部 分变 为直 线 电机 的 初级 ， 旋转 电机 的转子 部 分变 为直 线 电机 的次 级 。在
电机 的三相绕组 中通入 三相 对称 正 弦 电流后 ， 初级 在 和次级 问产生气 隙磁 场 ， 隙磁 场 的分 布情 况 与旋转 气 电机相 似 ， 沿展 开 的直 线方 向呈正 弦分 布 。当三 相 电
对应 的品种 ， 其应用范 围正在不 断扩大 ， 并在一 些 它所 能独特发 挥作用 的地方 取得 了令 人满意 的效果 。 直线 电机结构示意 图如 图 １ 示 。直线 电机 是将 所
（ 沿径 向剖开 ａ ）
（） 圆周展 成 直线 ｂ把
图 １ 直 线 电机 结 构 示 意 图
直接驱 动 电机 改 变 了原 有 旋转 电机 加 丝 杠 的 结