直線電動(dòng)機(jī)高速進(jìn)給單元的關(guān)鍵技術(shù)

發(fā)布時(shí)間：2024-04-13

高速加工是一項(xiàng)新興的*制造技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)高速加工，除了要有高速主軸，還必須同時(shí)大大提高進(jìn)給系統(tǒng)的速度和加速度，才能使加工得以正常進(jìn)行。傳統(tǒng)數(shù)控進(jìn)給系統(tǒng)采用的是“旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)+滾珠絲杠”的傳動(dòng)方式。目前普通絲杠的zui大進(jìn)給速度為40m/min，zui大直線加速度為0.5g。而一些高精密滾珠絲杠的zui大速度已達(dá)60m/min，zui大加速度達(dá)1.0g。但這種傳動(dòng)方式存在傳動(dòng)誤差、摩擦磨損、慣量大、彈性變形引起爬行、反向死區(qū)等問(wèn)題，在運(yùn)動(dòng)速度要求較高的場(chǎng)合，要達(dá)到更高的性能已非常困難。近年來(lái)，隨著加工效率和質(zhì)量要求的提高以及直線電動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了一種新型的直線電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)進(jìn)給方式。它取消了從電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)間的一切中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，被稱(chēng)作為“零傳動(dòng)”。同滾珠絲杠傳動(dòng)方式相比較，直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式具有進(jìn)給速度高、加速度大、啟動(dòng)推力大、剛度和定位精度高、行程長(zhǎng)度不受限制等優(yōu)點(diǎn)。自1993年德國(guó)ex-cell-o公司*次將直線電動(dòng)機(jī)用于加工中心以來(lái)，這種新型的高速進(jìn)給單元已引起世界各國(guó)的普遍關(guān)注。美、德、日、英等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)直線電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行了深入的研究與開(kāi)發(fā)，采用直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速加工中心已成為21世紀(jì)機(jī)床的發(fā)展方向之一。我國(guó)對(duì)直線電動(dòng)機(jī)的研究已經(jīng)起步，但同國(guó)外的差距還很大。本文結(jié)合我校自行研制的gd-3型直線電動(dòng)機(jī)高速進(jìn)給單元，介紹了如何確定直線電動(dòng)機(jī)高速進(jìn)給單元的設(shè)計(jì)參數(shù)、結(jié)構(gòu)形式，并重點(diǎn)討論了影響直線電動(dòng)機(jī)高速進(jìn)給系統(tǒng)性能的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。