直線電機模組在機床中的廣泛應用
基于近乎理想的進給傳動方式，直線電機漸漸取代了傳統(tǒng)的旋轉電機，以先驅之姿超越了其他伺服電機而廣泛應用于多個領域中并得到了快速的發(fā)展。而在機床行業(yè)中，直線電機正掀起一場勢不可擋的革命熱潮。
機床是先進制造技術的載體和裝備工業(yè)的基本生產手段，是裝備制造業(yè)的基礎設備，主要為汽車、軍工、農機、工程機械、電力設備、鐵路機車、船舶等行業(yè)服務。我國已連續(xù)幾年成為世界最大的機床消費國和機床進口國，是世界第三大機床生產國。
在機床行業(yè)里數(shù)控機床正在向精密、高速、復合、智能、環(huán)保的方向發(fā)展。精密和高速加工對傳動及其控制提出了更高的要求，更高的動態(tài)特性和控制精度，更高的進給速度和加速度，更低的振動噪聲和更小的磨損。
問題在于傳統(tǒng)的傳動鏈從作為動力源的電動機到工作部件要通過齒輪、蝸輪副，皮帶、絲杠副、聯(lián)軸器、離合器等中間傳動環(huán)節(jié)，在些環(huán)節(jié)中產生了較大的轉動慣量、彈性變形、反向間隙、運動滯后、摩擦、振動、噪聲及磨損。雖然在這些方面通過不斷的改進使傳動性能有所提高，但問題很難從根本上解決，于是出現(xiàn)了“直接傳動”的概念，即取消從電動機到工作部件之間的各種中間環(huán)節(jié)。隨著電機及其驅動控制技術的發(fā)展，電主軸、直線電機、力矩電機的出現(xiàn)和技術的日益成熟，使主軸、直線和旋轉坐標運動的“直接傳動”概念變?yōu)楝F(xiàn)實，并日益顯示其巨大的優(yōu)越性。
直線電機及其驅動控制技術在機床進給驅動上的應用，使機床的傳動結構出現(xiàn)了重大變化，并使機床性能有了新的飛躍。
直線電機進給驅動的主要優(yōu)點：1、進給速度范圍寬。2、速度特性好，3、加速度大，4、定位精度高。5、行程不受限制，6、結構簡單、運動平穩(wěn)、噪聲小，運動部件摩擦小、磨損小、使用壽命長、安全可靠。
傳統(tǒng)旋轉電機組成的數(shù)控機床伺服系統(tǒng)一般包含：伺服電機+軸承+聯(lián)軸器+絲杠+構成該系統(tǒng)的支撐結構等等，這樣的系統(tǒng)組成零件比較多，也比較復雜。這樣的一套系統(tǒng)，其慣性質量大，動態(tài)性能的提高當然也就受到了很大的限制。更要命的是這些中間結構在運動過程中產生的彈性變形、摩擦損耗以及難以消除，且隨著使用時間的增加該弊端會越來越突出，造成定位的滯后和非線性誤差，從硬件上嚴重影響了加工精度。
而近幾年的永磁直線同步電機打破了傳統(tǒng)的“旋轉電機+滾珠絲杠”的傳動方式，實現(xiàn)了“零傳動”。通過電磁效應，將電能直接轉換成直線運動，消除了轉動慣量、彈性形變、反向間隙、摩擦、振動、噪音及磨損等不利因素，極大地提高了伺服系統(tǒng)的快速反應能力和控制精度。接下來我們來了解一下機床利用直線電機的發(fā)展歷程。
機床利用直線電機發(fā)展歷程
1993年，德國Eｘ-CELL-O公司推出一臺加工中心HSC-240，采用的是直線電機進行驅動，這是世界上第一臺直線電機機床。此后，直線電機逐漸的應用到各種機床中。
1996年，日本的沙迪克公司著手開發(fā)電火花成型機，終于開發(fā)出專門的直線電機及與其匹配的數(shù)控系統(tǒng)，沒過多久，他們又將這項技術應用到電火花切割機上。此外，日本的松浦機械所、東京芝浦電氣、森精機制作所和新日本工機等公司也研發(fā)出性能各異的直線電機機床。
1999年，意大利JOBS公司開發(fā)出龍口加工中心LinX，隨后開始全面生產LinX系列產品。
2003年，這款產品占公司總產量的比值為60%，因此成為公司的主要利潤來源。法國RenaultAutomotion公司生產的rene20和rene25系列的加工中心坐標軸的運動均利用的是直線電機。
要探討直線電機機床領域一定要提到美國，美國的直線電機機床最大的優(yōu)勢在于其超精密加工，這項技術一直處于世界領先地位。美國Precitech公司生產的超精密機床Ｎanoform200、Freeform700等均使用的直線電機，而且加工精度值得信賴，更為重要的一點是Precitech公司首先將直線電機作為工業(yè)標準。
直線電機傳動系統(tǒng)及其機床產品均出現(xiàn)在2001年的歐洲機床展、2002年的日本機床展以及2004年的美國機床展。目前，世界上直線伺服電機及其驅動系統(tǒng)的主要供應商有：Siemens、Indramat、FANUC、三菱、安川、富士、日立、Anorad、AerMech、Baldor、Copley、ETEL、LK和Kollmogen等。
由此可見，機床利用直線電機的案例已經(jīng)不是第一次，今后的發(fā)展里，直線電機也將會擔任起越來越重要的角色。
德瑪特直線電機
