直线电机在高速龙门加工中心上的应用

直 线 电机具 有 结 构简 单 、 接 触运 行 、 声 低 、 无 噪 速
度和精 确度 高 、 制容 易 、 护方 便 、 靠 性 高等优 点 。 控 维 可
１ 直 线 电机 的选 择
在 高 速 龙 门 五 轴 加 工 中 心 上 共 有 ２个 进 给 轴 应 用
随 着 超 高 速 切 削 、 精 密 加 工 等 先 进 制 造 技 术 的发 展 ， 超
对机床 各项性 能 提 出了越来 越高 的要 求 。尽 管 当前世
了 直 线 电 机 驱 动 ， 中 Ｘ 轴 使 用 ４个 直 线 电 机 ， 轴 使 其 ｙ
用 ２个 直 线 电 机 ． 图 １所 示 。 如 以 Ｙ轴 为 例 简 要 介 绍 直 线 电机 的选 择 。 Ｙ轴 的 主
界先 进 的交 直 流旋 转 电机伺 服 系 统性 能 已大有 改 进 ，
要 负 载 为 滑 枕 ， 质 量 估 算 为 ６２ ０ ｋ ， 大 加 速 度 要 其 ０ ｇ 最 求 达 到 ５ ｍ／ｚ 峰 值 推 力 要 求 为 ７ ０ ０ Ｎ， 擦 力 及 其 ｓ。 ０ 摩 它 阻 力 为 ２ ０ Ｎ。 通 过 计 算 可 以 得 到 其 最 大 加 速 力 为 ０
直线 电机在 高速龙 门加 工 中心上的应 用术
口 徐 兆成 口 焦 亮 口 化春 雷 口 李 焱
沈 阳 机 床 （ 团 ） 限责 任 公 司 沈 阳 １ ０ ４ 集 有 １ １２
摘
要 ： 过 直 线 电机 在 高速 龙 门五 轴 加 工 中心上 的应 用 ， 细 讲 述 了直 线 电机 的 计 算 选 择 、 线 电机 的 安 装 方 式 、 通 详 直
．
紧 凑 的 设计
，
弹 性 环 节 少
更 高 的 刚性 干 扰 有 对 更快 的 响应 更 高 的精 度
．
没有 反 向 间隙
改 善 了重 复精 度 和 轮廓 精 度 ’
没 有 耦合 ， 有 齿 轮 等 传 动 没
ａ ｄ ｉ ｓ ｌ ｎ ｆ ｉ ｅ ｒｍｏｏ ｓｗｅ ｅ ｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ｈ ｔ ｏ ｓ ｏ ｏ ｎ ｔｌ ｎ ａ ｍｅ ｔ ｎ ａ ｔｒ ｒ ｎ ｒ ｕ ｅ ．ｒ ｅ ｍｅｈ ｄ ｆｃ ｍｍｉｓ ｎ ｎ ｈ ｉｅ ｒｍｏｏ ｓｉ ｉｍｅ ｓ８ ０ ＮＣ ｓ ｓ ｍ ｏｌ ｏ ｓ ｉ ｉ ｇ ｔ ｅ ｌ ａ ｔ ｒ ｎ Ｓ ｅ ｎ ４ Ｄ Ｃ ｙ ｔ ｏ ｎ ｅ ｗｅｅ ｅ ａ ｏ ａｅ ． ｒ ｌ ｂ ｒ ｔｄ Ｋｅ ｏ ｄ ： ｎ ａ ｏ ｏ Ｓ ｌ ｃ ｉｎ ｙ Ｗ ｒ ｓ Ｌｉ ｅ ｒ Ｍ ｔ ｒ ｅ ｅ ｔ Ｉ ｓａ ｌ ｎ Ｃｏ ｍｉｓｏ ｉ ｇ ｏ ｎｔｌ ｍｅ ｔ ｍ ｓｉｎｎ
Ａｂｓｒ ｃｔ ｔ ａ ：Ｂａｓ ｄ ｏ ｈｅ ｐｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｉｅａ ｔ ｒ ｉ ｈ ｉ ｈ—ｓ ｅ ｇ ｎｒ ｖ ｅ ｎ ｔ ａ ｌｃ ｔｏ ｆｌｎ ｒ ｍｏ ｏ ｓ ｎ ｔ ｅ ｈ ｇ ｐｅ ｄ ａ ｔｙ ｆ ｅ—ａ ｓ ｍａｃ ｎｉ ｃ ｎｔｒ ｈ ｓ ｌｃ ｉｎ ｉ ｘｉ ｈｉ ｎｇ ｅ ｅ ，ｔ ｅ ｅｅ ｔｏ
１ ０ ， 故 可 以 选 择 ２ 个 西 门 子 １ Ｎ３ ０ － Ｗ Ｂ Ｏ ５６ ０Ｎ Ｆ ９０ ４ Ｏ － ０ Ａ１直 线 电 机 来 共 同 驱 动 该 轴 。 了 验 证 选 择 电 机 的 Ｂ 为
在 数 控 机 床 中 ，用 直 线 电机 替 代 传 统 的 高 速 滚 珠 丝 杠 ． 原 旋 转 电 动 机 传 动 方 式 的 最 大 区 别 是 ： 消 了 与 取
从 电 动 机 到 工 作 台 之 间 的 机 械 中 间 传 动 环 节 。 即 把 机
正 确 性 ， 可 以 使 用 西 门 子 的 Ｓｄｍ Ｍ 电 机 计 算 软 件 ， ｉｉ Ｌ
图 ２为 Ｓ ｄ ｍ Ｍ 软 件 得 出 的 电 机 特 性 曲 线 ， 以 看 到 ｉｉ Ｌ 可 所 选 择 的 电 机 完 全 满 足 工 作 需 要 。 同 样 可 以 计 算 出
床 进 给 传 动 链 的 长 度 缩 短 为 零 ，故 这 种 传 动 方 式 称 为 “ 接 驱 动 ” 也 称 “ 传 动 ” 直 接 驱 动 避 免 了 丝 杠 传 动 直 ， 零 。
中 的 反 向 间 隙 、 性 、 擦 力 和 刚 性 不 足 等 缺 点 ， 来 惯 摩 带 了 原 旋 转 电 动 机 驱 动 方 式 无 法 达 到 的 性 能 指 标 和 优 点 。 要 表 现 如 表 １所 示 。 主
直 线 电机 在 西 门予 ８ ０ ４ Ｄ数 控 系统 中的调 试 方 法及 注 意 事 项 。
关 键 词 ： 线 电机 选 型 安装 调 试 直 中 图分 类 号： Ｇ ５ Ｔ ６９ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ０ ４ ９ （０ １０ — ０ ４ ０ １ ０ — ９ ８２ １ ） ６ ０ ０ — ３
表 １ 使 用直 线 电机 的 优 势
轴 需 要 使 用 ４个 １ Ｎ３ ０ － Ｗ Ｂ Ｏ ０ Ａ１直 线 电 机 。 Ｆ ９０ ４ Ｏ一Ｂ
Hale Waihona Puke Baidu
２ 直 线 电 机 的 安 装
特 点
利 益
整 体 重 量轻
，
惯 量 小 ， 擦 小 摩
高 的 动态 性 能 ， 的 短 空行 程 时 间 高 的生 产 效 率
但 由于受 到传统 机械结 构 （ 旋 转 电机＋ 珠 丝杠 ） 即 滚 进
给 传 动 方 式 的 限 制 ，有 关 伺 服 性 能 指 标 难 以 得 到 突 破
性 提 高 。 着 电机 技 术 的 飞 速 发 展 ， 年 来 直 线 电 机 及 随 近 驱 动 控 制 系 统 在 技 术 上 日趋 成 熟 ， 已具 有 传 统 传 动 装 置 无 法 比 拟 的优 点 。