時(shí)間:2022-03-03 23:12:48來源:上海奧茵紳機(jī)電科技有限公司
在直線電機(jī)出現(xiàn)以前,幾乎所有的直線運(yùn)動(dòng)不得不通過較為復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的功能。隨著直線電機(jī)的誕生,傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的空間被不斷擠壓。在一些特殊環(huán)境下,比如在負(fù)載較大,且豎直運(yùn)動(dòng)等的工況下,
傳統(tǒng)的直線結(jié)構(gòu)(主要為絲桿模組)依然發(fā)揮著不可替代的優(yōu)異功能。除此之外,越來越多的場所被直線電機(jī)所占據(jù)。直線電機(jī)取代傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu),已然成為行業(yè)公認(rèn)的一個(gè)趨勢(shì),并且正在被越來越多的行業(yè)所認(rèn)可。
那么,是什么樣的“魅力”,能夠讓直線電機(jī)一躍成為行業(yè)的“新寵”,甚至風(fēng)頭蓋過已經(jīng)在市場上叱咤多年的絲桿模組呢?
直線電機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)
總結(jié)直線電機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),大致上包括以下幾點(diǎn):
(1)在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面:直線電機(jī)擁有非常簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu),在運(yùn)動(dòng)過程中沒有機(jī)械接觸,傳動(dòng)力是在氣隙中產(chǎn)生,除了直線電機(jī)導(dǎo)軌以外沒有任何其它的摩擦。直線電機(jī)在運(yùn)動(dòng)過程中也無需經(jīng)過中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)而直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng),致使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大大簡化的同時(shí)減少了運(yùn)動(dòng)慣量。
(2)在運(yùn)動(dòng)控制方面:直線電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和定位精度大大提升,并且可以保證其可靠性。由于直線電機(jī)消除了影響精度的中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),從而使系統(tǒng)的精度幾乎完全取決于位置檢測(cè)元件,在合適的反饋裝置下甚至可達(dá)亞微米級(jí)的精度。
(3)在運(yùn)行方面:直線電機(jī)行程在理論上是不受任何限制的,且性能不會(huì)因?yàn)樾谐痰拇笮「淖兌艿接绊憽?/p>
(4)在運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)方面:直線電機(jī)除了起支撐作用的直線導(dǎo)軌或氣浮軸承外,沒有其它機(jī)械連接或轉(zhuǎn)換裝置,從而使其在搭載高性能導(dǎo)軌的情況下,運(yùn)行十分的平穩(wěn)。
(5)在加速度方面:直線電機(jī)可以提供很大的加速度, 以及很寬的速度運(yùn)行范圍, 其加速度最大可以做到10G,運(yùn)動(dòng)速度可以從每秒幾微米到數(shù)米,尤其在高速狀態(tài)下其優(yōu)勢(shì)更為顯著。
(6)在機(jī)電維護(hù)方面:直線電機(jī)的維護(hù)簡單,由于部件少,運(yùn)動(dòng)時(shí)無機(jī)械接觸,從而大大降低了零部件的磨損,只需很少甚至無需維護(hù),使用壽命更長。
(7)在速度方面:直線電機(jī)適合高速直線運(yùn)動(dòng),因?yàn)椴淮嬖陔x心力的約束, 普通材料亦可以達(dá)到較高的速度,通常情況下初、次級(jí)間用氣墊或磁墊保存間隙,運(yùn)動(dòng)時(shí)無機(jī)械接觸,運(yùn)動(dòng)部分也就無摩擦和噪聲,所以傳動(dòng)零部件沒有磨損,可大大減小機(jī)械損耗,避免拖纜、鋼索、齒輪與皮帶輪等所造成的噪聲,從而提高整體效率。
(8)在適應(yīng)性方面:直線電機(jī)的初級(jí)鐵芯可以用環(huán)氧樹脂封成整體,具有較好的防腐、防潮性能,便于在潮濕、粉塵和有害氣體的環(huán)境中使用,而且可以設(shè)計(jì)成多種結(jié)構(gòu),滿足不同情況的需要。
直線電機(jī)應(yīng)用的考量要點(diǎn)
直線電機(jī)擁有自身無可比擬的優(yōu)越性,但其自身的局限性存在以下缺點(diǎn),從而導(dǎo)致在做設(shè)計(jì)選擇的時(shí)候,需要綜合考量,選擇優(yōu)等配置,需要注意的選用考量點(diǎn)包括:
(1)直線電機(jī)的耗電量大,尤其在進(jìn)行高荷載、高加速度的運(yùn)動(dòng)時(shí),電機(jī)的瞬間電流對(duì)設(shè)備的供電系統(tǒng)會(huì)帶來沉重負(fù)荷。
(2)直線電機(jī)振動(dòng)高也是其不可忽視的一個(gè)短板, 直線電機(jī)的動(dòng)態(tài)剛性極低,不能起到緩沖阻尼作用,在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)容易引起設(shè)備其它部分的共振,從而影響設(shè)備整體的性能。
(3)直線電機(jī)發(fā)熱量大,固定在工作臺(tái)底部的直線電機(jī)動(dòng)子是高發(fā)熱部件,如果安裝位置不利于自然散熱, 將會(huì)對(duì)設(shè)備的恒溫控制造成很大挑戰(zhàn)。
(4)直線電機(jī)不能自鎖緊,為了保證操作安全,直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軸,尤其是垂直運(yùn)動(dòng)軸,必須要額外配備鎖緊機(jī)構(gòu),增加了設(shè)備的復(fù)雜性。
小結(jié)
眾所周知,直線電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是高速度和高加速度,以機(jī)床為例,在機(jī)床加工過程中,加速度超過10m/ s2時(shí),所節(jié)省的輔助時(shí)間,對(duì)整個(gè)加工過程的工時(shí)來說并沒有太大意義;只有在工時(shí)非常短的加工中,高加速度才有意義。也就是說,對(duì)于模具、風(fēng)葉等單件復(fù)雜零件的切削加工,直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)并不明顯。
基于以上原因,選擇發(fā)展直線電機(jī)的設(shè)備企業(yè)都采用揚(yáng)長避短的手法, 一是將直線電機(jī)應(yīng)用在面向大批量生產(chǎn)、定位運(yùn)動(dòng)多、方向頻繁轉(zhuǎn)變的場合, 如汽車零部件加工機(jī)床,快速原型機(jī)及半導(dǎo)體生產(chǎn)機(jī)等;二是用于荷載低、工藝范圍大的場合,例如電加工機(jī)床、等離子切割機(jī)、水切割機(jī)等。
奧茵紳作為日本MECHATROLINK協(xié)會(huì)、CC-LinK 協(xié)會(huì)注冊(cè)會(huì)員,依托日本十多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn)積累,在直線電機(jī)領(lǐng)域具有領(lǐng)先技術(shù),在以上各種類型的直線電機(jī)生產(chǎn), 以及應(yīng)用方面具備豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),廣泛服務(wù)于各大著名企業(yè),同時(shí),針對(duì)特殊用戶的需求,奧茵紳可提供非標(biāo)設(shè)計(jì)、特殊定制等服務(wù)項(xiàng)目。
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