為了提高生產(chǎn)效率和改善零件的加工質(zhì)量而發(fā)展的高速和超高速加工現(xiàn)已成為機床發(fā)展的一個重大趨勢，一個反應(yīng)靈敏、高速、輕便的驅(qū)動系統(tǒng)，速度要提高到 120～150m/min以上。傳統(tǒng)的“旋轉(zhuǎn)電機+滾珠絲杠”的傳動形式所能達(dá)到的*高進(jìn)給速度為100m/min，加速度僅為5~10m/s2。直線電機驅(qū)動工作臺，其速度是傳統(tǒng)傳動方式的30倍，加速度是傳統(tǒng)傳動方式的10倍，*大可達(dá)10g；剛度提高了7倍；直線電機直接驅(qū)動的工作臺無反向工作死區(qū)；由于電機慣量小，所以由其構(gòu)成的直線伺服系統(tǒng)可以達(dá)到較高的頻率響應(yīng)。 HIWIN直線電機的大陸直銷熱線是：400-811-5568 HIWIN直線電機是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動裝置。它可以看成是一臺旋轉(zhuǎn)電機按徑向剖開，并展成平面而成。 由定子演變而來的一側(cè)稱為初級，由轉(zhuǎn)子演變而來的一側(cè)稱為次級。在實際應(yīng)用時，將初級和次級制造成不同的長度，以保證在所需行程范圍內(nèi)初級與次級之間的耦合保持不變。直線電機可以是短初級長次級，也可以是長初級短次級�？紤]到制造成本、運行費用，目前一般均采用短初級長次級。 直線電動機的工作原理與旋轉(zhuǎn)電動機相似。以直線感應(yīng)電動機為例：當(dāng)初級繞組通入交流電源時，便在氣隙中產(chǎn)生行波磁場，次級在行波磁場切割下，將感應(yīng)出電動勢并產(chǎn)生電流，該電流與氣隙中的磁場相作用就產(chǎn)生電磁推力。如果初級固定，則次級在推力作用下做直線運動；反之，則初級做直線運動。 直線電機的驅(qū)動控制技術(shù) 一個直線電機應(yīng)用系統(tǒng)不僅要有性能良好的直線電機，還必須具有能在安全可靠的條件下實現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)要求的控制系統(tǒng)。隨著自動控制技術(shù)與微計算機技術(shù)的發(fā)展，直線電機的控制方法越來越多。對直線電機控制技術(shù)的研究基本上可以分為三個方面：一是傳統(tǒng)控制技術(shù)，二是現(xiàn)代控制技術(shù)，三是智能控制技術(shù)。 傳統(tǒng)的控制技術(shù)如PID反饋控制、解耦控制等在交流伺服系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。其中PID控制蘊涵動態(tài)控制過程中的過去、現(xiàn)在和未來的信息，而且配置幾乎為*優(yōu)，具有較強的魯棒性，是交流伺服電機驅(qū)動系統(tǒng)中*基本的控制方式。為了提高控制效果，往往采用解耦控制和矢量控制技術(shù)。 在對象模型確定、不變化且是線性的以及操作條件、運行環(huán)境是確定不變的條件下，采用傳統(tǒng)控制技術(shù)是簡單有效的。但是在高精度微進(jìn)給的高性能場合，就必須考慮對象結(jié)構(gòu)與參數(shù)的變化。各種非線性的影響，運行環(huán)境的改變及環(huán)境干擾等時變和不確定因數(shù)，才能得到滿意的控制效果。因此，現(xiàn)代控制技術(shù)在直線伺服電機控制的研究中引起了很大的重視。常用控制方法有：自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、魯棒控制及智能控制。 近年來模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等智能控制方法也被引入直線電動機驅(qū)動系統(tǒng)的控制中。目前主要是將模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與PID、H∞控制等現(xiàn)有的成熟的控制方法相結(jié)合，取長補短，以獲得更好的控制性能。 HIWIN直線電動機和HIWIN高速滾珠絲杠的發(fā)展 作為裝備制造業(yè)核心加工設(shè)備的數(shù)控機床正向高速、高效、高精度、智能化、復(fù)合化、環(huán)�；较虬l(fā)展。
在高速和超高速加工中，要求高的動態(tài)特性和控制精度；瞬間達(dá)到高速和在高速運行中瞬間準(zhǔn)停；振動小、噪聲低、運行平穩(wěn)；可靠性高、壽命長。 在各類線性驅(qū)動元部件中，精密高速HIWIN滾珠絲杠（Precicion High-speed Ball Screws——本文簡稱PHS-BS）和AC直線電動機（AC Linear Motor本文簡稱AC-LM）是大型、精密、高速數(shù)控裝備的快速伺服進(jìn)給系統(tǒng)中能滿足上述要求的核心功能部件。 邁入數(shù)控裝備領(lǐng)域的AC直線電動機 HIWIN直線電動機是借助于電磁作用原理，HIWIN導(dǎo)軌直接將電能轉(zhuǎn)換為直線運動的驅(qū)動裝置。世界上*一臺直線電動機是英國物理學(xué)家惠斯登（Sir Charles Wheatstone）發(fā)明，并于1845年取得專利。*初以高速運輸和牽引為主，經(jīng)過不斷改進(jìn)后應(yīng)用范圍逐漸擴大到電腦及辦公設(shè)備、半導(dǎo)體制造裝備、醫(yī)療裝備、工業(yè)自動化、自動繪圖儀等等。根據(jù)不同應(yīng)用場合的差異，直線電動機的種類也很多。近年出現(xiàn)一種由直線電動機與鋁合金滾柱導(dǎo)軌組合的高速線性驅(qū)動部件。Vmax=600m/min，加速度4g，應(yīng)用在快速抓取和放下的場合。圖為中國臺灣HIWIN公司的LMS、LMC小推力伺服直線電動機，Vmax=210m/min。 |
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