Верстати з ЧПК розвиваються в напрямку точності, високої швидкості, складності, інтелекту та захисту навколишнього середовища. Прецизійна та високошвидкісна обробка висуває вищі вимоги до приводу та його керування, вищих динамічних характеристик та точності керування, вищої швидкості подачі та прискорення, меншого вібраційного шуму та меншого зносу. Суть проблеми полягає в тому, що традиційний ланцюг передачі від двигуна як джерела живлення до робочих частин через шестерні, черв'ячні передачі, ремені, гвинти, муфти, зчеплення та інші проміжні ланки передачі, у цих ланках виникає велика обертальна інерція, пружна деформація, люфт, гістерезис руху, тертя, вібрація, шум та знос. Хоча в цих областях завдяки постійному вдосконаленню покращуються характеристики передачі, цю проблему важко вирішити принципово, з появою концепції «прямої передачі», тобто усунення різних проміжних ланок від двигуна до робочих частин. З розвитком двигунів та технологій керування їх приводом, електричних шпинделів, лінійних двигунів, моментних двигунів та зростаючої зрілості технології, концепція «прямого приводу» для рухів шпинделя, лінійного та обертального координатного руху втілюється в реальність і все більше демонструє свою велику перевагу. Лінійний двигун та технологія керування його приводом у приводі подачі верстата застосовні, завдяки чому структура трансмісії верстата зазнала значних змін та зробила новий стрибок у продуктивності машини.
TheMАйнAперевагиLу вусіMоторFпотребаDрозрив:
Широкий діапазон швидкостей подачі: може становити від 1 (1) м/с до понад 20 м/хв, швидкість прискореного переміщення сучасного обробного центру досягла 208 м/хв, тоді як швидкість прискореного переміщення традиційного верстатного інструменту <60 м/хв, зазвичай 20 ~ 30 м/хв.
Хороші швидкісні характеристики: відхилення швидкості може досягати (1) 0,01% або менше.
Велике прискорення: максимальне прискорення лінійного двигуна до 30g, поточне прискорення подачі обробного центру досягло 3,24g, прискорення подачі лазерного обробного верстата досягло 5g, тоді як прискорення подачі традиційного верстата становить 1g або менше, зазвичай 0,3g.
Висока точність позиціонування: Використання ґраткового замкнутого циклу керування дозволяє досягати точності позиціонування до 0,1 ~ 0,01 (1) мм. Застосування прямого керування системою лінійного двигуна може зменшити помилки відстеження більш ніж у 200 разів. Завдяки хорошим динамічним характеристикам рухомих частин та чутливій реакції, у поєднанні з уточненням інтерполяційного керування, можна досягти керування на нанорівні.
Хід не обмежений: традиційний кульковий гвинтовий привід обмежений виробничим процесом гвинта, зазвичай від 4 до 6 м, і для з'єднання довгого гвинта потрібно більше ходів, що не ідеально як з точки зору виробничого процесу, так і з точки зору продуктивності. Використання лінійного двигуна дозволяє нескінченно збільшити довжину статора, а виробничий процес спрощує процес, і існують великі високошвидкісні обробні центри з віссю X довжиною до 40 м і більше.
ПрогресLу вусіMотор іIts DрозривCконтрольTекологія:
Лінійні двигуни за принципом схожі на звичайні двигуни, лише циліндрична поверхня двигуна розширюється, а типи такі ж, як і у традиційних двигунів, такі як: лінійні двигуни постійного струму, синхронні лінійні двигуни змінного струму з постійними магнітами, асинхронні лінійні двигуни змінного струму, крокові лінійні двигуни тощо.
Оскільки лінійний серводвигун, здатний контролювати точність руху, з'явився наприкінці 1980-х років, з розвитком матеріалів (таких як матеріали з постійними магнітами), силових пристроїв, технологій керування та сенсорних технологій, продуктивність лінійних серводвигунів продовжує покращуватися, а вартість знижується, створюючи умови для їх широкого застосування.
В останні роки лінійний двигун та технологія керування його приводом прогресують у таких сферах: (1) продуктивність продовжує покращуватися (така як тяга, швидкість, прискорення, роздільна здатність тощо); (2) зменшення обсягу, зниження температури; (3) широкий спектр покриття для задоволення вимог різних типів верстатів; (4) значне зниження вартості; (5) легке встановлення та захист; (6) висока надійність; (7) включення систем ЧПУ в допоміжні технології стають все більш досконалими; (8) високий ступінь комерціалізації.
Наразі провідними світовими постачальниками лінійних серводвигунів та їх систем приводу є: Siemens; Японія FANUC, Mitsubishi; Anorad Co. (США), Kollmorgen Co.; ETEL Co. (Швейцарія) тощо.
Час публікації: 17 листопада 2022 р.
