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直線電機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)在于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化帶來的伺服系統(tǒng)控制精度提升,動(dòng)態(tài)性能好,但缺陷也十分明顯——機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化造成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差,載荷重復(fù)精度不足,所以一般更適用于輕型加工,比如線切割機(jī)、光刻機(jī)等。根據(jù)目前的主流科研情況,從原理上來說,載荷重復(fù)精度的穩(wěn)定性與動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能本身是此消彼長(zhǎng)的,單純提高其中一項(xiàng)并不能從根本上解決問題,目前對(duì)于動(dòng)態(tài)精度的研究,主流研究已經(jīng)擺脫了單個(gè)伺服控制系統(tǒng)和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的局限,目前主要聚焦在通過主從耦合器或自適應(yīng)交叉耦合器的方式進(jìn)行聯(lián)合控制,從根源上解決造成動(dòng)態(tài)誤差的原因。當(dāng)然國(guó)產(chǎn)機(jī)床沒有普遍使用這項(xiàng)技術(shù)的原因并沒有這么高級(jí),目前幾個(gè)國(guó)產(chǎn)大廠(中捷,濟(jì)二,昆機(jī)),形成產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)機(jī)床還困在幾何精度和熱變形精度的檢測(cè)補(bǔ)償問題當(dāng)中沒有突破,幾乎無暇考慮動(dòng)態(tài)精度的問題。
就機(jī)床用直線電機(jī)發(fā)展歷程來看,1993年,德國(guó)Ex-CELL-O公司推出一臺(tái)加工中心HSC-240,采用的是直線電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),這是世界上第一臺(tái)直線電機(jī)機(jī)床。此后,直線電機(jī)逐漸的應(yīng)用到各種機(jī)床中。
1996年年,日本的沙迪克公司著手開發(fā)電火花成型機(jī),終于開發(fā)出專門的直線電機(jī)及與其匹配的數(shù)控系統(tǒng),沒過多久,他們又將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到電火花切割機(jī)上。此外,日本的松浦機(jī)械所、東京芝浦電氣、森精機(jī)制作所和新日本工機(jī)等公司也研發(fā)出性能各異的直線電機(jī)機(jī)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(chǎn)LinX系列產(chǎn)品。2003年,這款產(chǎn)品占公司總產(chǎn)量的比值為60%,因此成為公司的主要利潤(rùn)來源。法國(guó)Renault Automotion公司生產(chǎn)的rene20和rene25系列的加工中心坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)均利用的是直線電機(jī)。要探討直線電機(jī)機(jī)床領(lǐng)域一定要提到美國(guó),美國(guó)的直線電機(jī)機(jī)床最大的優(yōu)勢(shì)在于其超精密加工,這項(xiàng)技術(shù)一直處于世界領(lǐng)先地位。美國(guó)Precitech公司生產(chǎn)的超精密機(jī)床Nanoform200、Freeform700等均使用的直線電機(jī),而且加工精度值得信賴,更為重要的一點(diǎn)是Precitech公司首先將直線電機(jī)作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。直線電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)及其機(jī)床產(chǎn)品均出現(xiàn)在2001年的歐洲機(jī)床展、2002年的日本機(jī)床展以及2004年的美國(guó)機(jī)床展。目前,世界上直線伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要供應(yīng)商有:Siemens、Indramat、FANUC、三菱、安川、富士、日立、Anorad、AerMech、Baldor、Copley、ETEL、L.D和Kollmogen等。
國(guó)外機(jī)床已經(jīng)有在使用直線電機(jī),但是國(guó)內(nèi)的機(jī)床似乎沒有聽說過,也沒有見到過使用直線電機(jī)的,也許國(guó)外現(xiàn)在已經(jīng)在生產(chǎn)使用,出于技術(shù)保護(hù)方面的限制,沒有對(duì)中國(guó)出口?如果這項(xiàng)技術(shù)能在咱們國(guó)內(nèi)的機(jī)床上應(yīng)用,那么,咱們邁向高端機(jī)床就又前進(jìn)了一步。
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