直线电动机高速进给单元的关键技术

高速加工是一项新兴的*制造技术。为了实现高速加工，除了要有高速主轴，还必须同时大大提高进给系统的速度和加速度，才能使加工得以正常进行。传统数控进给系统采用的是“旋转伺服电动机+滚珠丝杠”的传动方式。目前普通丝杠的zui大进给速度为40m/min，zui大直线加速度为0.5g。而一些高精密滚珠丝杠的zui大速度已达60m/min，zui大加速度达1.0g。但这种传动方式存在传动误差、摩擦磨损、惯量大、弹性变形引起爬行、反向死区等问题，在运动速度要求较高的场合，要达到更高的性能已非常困难。近年来，随着加工效率和质量要求的提高以及直线电动机技术的进步，出现了一种新型的直线电动机伺服驱动进给方式。它取消了从电动机到工作台间的一切中间传动环节，被称作为“零传动”。同滚珠丝杠传动方式相比较，直线电动机驱动方式具有进给速度高、加速度大、启动推力大、刚度和定位精度高、行程长度不受限制等优点。自1993年德国ex-cell-o公司*次将直线电动机用于加工中心以来，这种新型的高速进给单元已引起世界各国的普遍关注。美、德、日、英等工业发达国家对直线电动机产品进行了深入的研究与开发，采用直线电动机驱动的高速加工中心已成为21世纪机床的发展方向之一。我国对直线电动机的研究已经起步，但同国外的差距还很大。本文结合我校自行研制的gd-3型直线电动机高速进给单元，介绍了如何确定直线电动机高速进给单元的设计参数、结构形式，并重点讨论了影响直线电动机高速进给系统性能的几个关键问题。

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