直线电机在机床上的应用

一、前言 直线电机这个词来源于英文(line motor),又有人称为线性马达、力马达。1996年美国芝加哥机床展览会IMTS’96上美国Ingerell milling公司在高速进给机床(HVM)上首次展出这种电机,该公司在40年前就开始研制,目前已对外销售,并在卧式铣床(FF—510)上应用,预计在两年后的IMTS’98芝加哥机床展览会上,该机床将是最引人注目的展品。 1996年,在日本第18届国际机床展览会上,展出夫阿纳库(日本)开发的直线电机,并应用于高速研磨机床。德国西门子(IFNI)的直线电机在CIMT’97现场表演120m/min高速进给,使观众大开眼界。西门子公司的直线电机最大进给速度可达200m/min。其最大推力可达6600N,最大位移距离为504mm,适用对象为高速铣床、曲轴车床、超精密车床、磨床及激光机床等。     

数控机床中两种直线驱动机构的综合评述

当今，在数控机床中出现了两种直线驱动机构，即：“旋转电机 滚珠丝杠副”进给传动方式和直线电机直接驱动方式。目前绝大多数精密机床及新研制的机床均采用“旋转电机 滚珠丝杠副”作为直线驱动机构，而世界上一些发达国家的知名机床厂家，则推出了新型的直线电机直接驱动装置，如德国的DMG公司，日本的     

数控机床中两种直线驱动机械

当今，在数控机床中出现了两种直线驱动机构，即“旋转电机 滚珠丝杠副”进给传动方式和直线电机直接驱动方式。目前绝大多数精密机床及新研制的机床均采用前者作为直线驱动机构，而世界上一些发达国家的知名机床厂家则推出了新型的直线电机直接驱动装置，如德国DMG公司、日本沙迪克公     

超精密平面飞切机床关键技术研究

研制了一种用于KDP晶体加工的平面飞切机床,该机床直线轴基于直线电动机驱动、液体静压导轨支承;刀具旋转轴采用高刚度气浮主轴+高刚度主轴旋转机构。基于高精度分辨率位置反馈+线性驱动器+PID控制算法,直线轴获得了1 mm/min速度下,0.018 mm/min的低速波动以及±0.01μm的位置精度;刀具微进给装置采用差动螺纹进给来实现,最终获得了进给分辨率1μm、锁紧后位置移动量小于1μm高精度进给。在优化工艺参数后,金刚石飞切机床加工100 mm×100 mm×10mm的KDP晶体后获得表面粗糙度Rq优于2 nm高精度指标;加工400 mm×400 mm×30 mm的铝镜后获得面形PV值优于3μm的高精度指标。     

第十届国际液压、气动、机械传动及机械设备零部件展览会参观记

国际液压、气动、机械传动及机械设备零部件展览会从1963年开始每隔两年在法国巴黎举行一次.其目的是促进国际液压、气动、机械传动及机械设备零部件技术和贸易的发展。本届展出的内容共分液压、气动、机械传动装置以及密封件、泵阀等16大类,共计610小类,其中传动零部件占50％以上。展品的主要特点通过初步分析,本届展览会上的展品有如下五个特点:(1)根据用户需要,积极发展新产品,改进老产品,而且系列化、标准化搞得好.在齿轮传动方面现有圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆、摆线针轮传动,又有锅杆针轮等传动装置(图1),后者由于是滚动摩擦,所以传动效率高,适用于多工位机床和多工位、步进     

大型曲轴车铣机床伺服进给系统设计研究

在大型曲轴车铣机床进给系统设计中,依据该机床的车铣和受力特点,在进给系统中采用了双蜗杆无间隙传动机构,采用了直线伺服双驱动机构。并以直线单驱动为基础,引入了交流伺服电动机和传动机构的数学模型,并运用传统PID算法对所设计的进给系统进行控制计算,利用MATLAB对系统的动态性能进行仿真,并确定了伺服机构的参数,并以此又给出了避免直线双驱动过定位的条件,为大型曲轴加工机床进给系统的设计提供了理论依据。     

轴承磨床的改装

机械传动改装分析与设计以M２２００Z内套挡边磨床为例，原磨床主运动传动链砂轮主轴、工件主轴及进给运动链均采用机械传动方式，砂轮主轴和工件主轴只能提供几级转速，机械传动链过长，齿轮箱笨重，启动摩擦惯性大。针对机床存在的一些问题，笔者对机械部分进行了以下方面的技术改造：①将用于工件变速的齿轮减速箱拆除，采用变频调速方式实现无级变速；②将原来用于砂轮变速的三级带传动装置拆除，设计安装了中频变频调速电主轴装置；③保持原静压导轨不变，安装内循环紧密滚珠丝杠传动装置，将原有的工作台液压进给和手动砂轮进给机构…     

直线电动机速度控制的研究

利用直线电动机作为快速伺服进给单元,实现机床的零传动,能达到高速高精度加工目的.但直线电动机在运行过程中进给速度越大,电动机实际运动的位置跟随理论运动的位置性能越差,如何降低系统响应的跟随误差,是使系统性能优化的关键.通过PMAC双闭环控制,专家自适应PID伺服控制环调整控制参数,能使直线电动机进给系统获得良好的动态及稳态性能.     

周节变位齿条的设计与插制

车床、钻床等机床的进给传动机构,大多采用齿轮齿条传动。由于齿条周节t=πm为非整数,当进给齿轮旋转一周,其进给量b=πmZ亦为非整数,所以机床的名义进给量与实际进给量有一定误差。七十年代末,在设计上采用了标准齿轮与被称为周节变位齿条啮合的传动,以消除设计误差。实践证明,此举提高了机床进给精度,收到了良好效果。     

自动切槽机床及其设计

介绍一种自动切槽机床。机床采用移动式结构,工作时放置于工件上;主传动系统利用渐开线少齿差行星轮传动结构,仅用两对齿轮就使转速降至1/40;通过主轴与套筒的偏心异步旋转运动构成自动进给系统,使机床的主运动和进给运动巧妙地融为一体。     

机械传动部件影响伺服机构性能的因素

驱动各加工坐标轴运动的传动装置就称为进给伺服系统。它包括机械传动部件和产生主动力 ,控制其运动的各种驱动装置。机械传动部件通常有 :进给齿轮箱、滚珠丝杠螺母副、工作台或刀架等。机械传动部件在伺服机构中的重要性常常被机床的用户忽视 ,特别是在机床出现故障进行维修时 ,首先是找电气人员 ,过多地依赖电气人员 ,而不是首先检查机械 ,检查传动链中各机械环节的故障因素。只有在机械传动部件良好的条件下才能迅速找出电气系统中的故障因素 ,也只有在这种条件下 ,才能调试出优良性能的伺服系统 ,提高机床的加工精度。机械传动部件影响…     

几种国外丝杠螺母副消除间隙机构

丝杠螺母副在机床上得到广泛的应用,但两者产生间隙后,加工中易产生振动,直接影响工件质量和进给精度,尤其在精密传动中,影响更加严重。为了提高进给机构的精度及抗震性,应该采用消除间隙机构。下面介绍几种国外消除间隙机构,供在机床维修和改装中参考。图1的消除间隙机构,由固定螺母和调整螺母组成。旋转调整螺母作轴向位移,直     

微量进给结构的研究和应用

精密机床在加工中,精确进给是机床制造中的一大难题。通过对进给结构中进给爬行、传动刚性、机床振动的分析,针对机床的用途,采用静压导轨、直线滚动导轨、磕头机构、静压偏心套机构等不同进给机构,消除了不利因素对进给的影响,达到精确进给的目的。     

高速加工引起机床传动与结构的重大变革

20世纪末,现代制造技术已进入超高加工技术新阶段,由于超高速加工技术的出现,引起了机床传动与结构的重大变革．本文着重介绍了作为这种变革实例的“高速电主轴”和“直线电机高速进给单元”．这种新型的主传动和进给传动装置导致主传动链和进给传动链及其结构发生深刻的变革,以致实现了机床的＂零传动＂．超高速加工装置和零传动有着许多特点和优越性,它与现代控制技术密不可分,同时在技术上提出了更高、更难的要求．     

华中8型数控系统热误差补偿功能在数控铣床上的应用

通过采样数据分析发现,主轴电动机、进给轴电动机、联轴器和丝杠螺母处的温度变化剧烈,但与传动部件的定位、结构件的变形关联性不高,而传动机构轴承座附近的温度变化与机械变形曲线非常接近。所以在主轴外壳靠近主轴轴承部分,每个进给轴电动机端的丝杠轴承座中部安装温度传感器,在机床立柱底座附近安装环境温度传感器;在华中8型总线式数控系统中,插入华中数控开发的HIO-1075温度采集板卡、嵌入热偏置补偿和斜率补偿模块,通过实时监测相关部位的温度变化,对机床运动部件的热位移误差进行实时补偿。该功能已在多家用户单位批量装机使用,得到了用户的认可。     

浅析直线电机在数控机床上的应用

直线电机能直接产生直线机械运动,而不需要中间传动转换装置,使机床结构简化,因而有着广泛的应用。文章主要介绍了数控机床采用直线电机进给系统的必要性、分析了其优缺点和应解决的关键技术问题,旨在推进直线电机进给系统在数控机床上的广泛应用。     

利于龙门刨床改装的新结构──液压进给箱

龙门刨床进给箱,目前普遍采用进给电动机旋转,带动摩擦环转动使刀架进给的机械传动。这种进给箱传动结构复杂,组成零件较多,而且摩擦环易磨损,经常需要调整,进刀量也不够精确。我厂在修理自制的刨削宽度为2米,刨削长度为6米的龙门刨床时,分析了带摩擦环的机械传动进给箱特点,大胆设想,设计制造和使用了一种新结构的液压进给箱。它从1975年使用至今,经过三年的实践考验,进刀量准确,平时不需调整,具有效果良好、结构简单、零件数少等许多优点。现将该机构介绍如下。 一、结构原理 1.刀架的水平进给 图1为液压进给箱结构原理图。在液压进给箱中…     

高速加工厂引起机床传动与结构的重大变革

２０世纪末，现代制造技术已进入超高加工技术新阶段。由于超高速加工技术的出现，引起了机床传动与结构的重大变革。本文着重介绍了作为这种变革实例的“高速电主轴”和“直线电机高速进给单元”。这种新型的主传动和进给传动装置导致主传动链和进给传动链及其结构发生深刻的变革，以致实现了机床的“零传动”。超高速加工装置和零传动有着许多特点和优越性，它与现代控制技术密不可分，同时在技术上提出了更高、更难的要求。     

一齿差进给机构

进给机构一般采用普通齿轮或蜗轮传动,其传动链长,结构复杂,如采用一齿差齿轮进给机构,传动链短,结构简单,效率高。图1a 是采用一齿差进给机构的镗孔机头,图1b 是其传动原理图,现作如下介绍。1.传动原理:电动机的旋转运动经变速后传到齿轮7(电动机及变速机构未画出),带动主轴套4旋转,主轴套4通过钩头键3带动主轴1逆时针方向旋转,固定在主轴后面的螺母5和主轴一起旋转。另外,齿轮7通过长键及顶套和长齿轮8联在一起,齿轮8与齿轮13啮合,齿轮13在固定轴12上滑动,便能与双联齿轮10的两个齿分别啮合。齿轮10通过长键与丝杆联结在一起转动,由于丝杆转动使螺母带着主轴实现进刀和退刀。     

直线电机的使用加快了高速化步伐

直线电机接近商品化 在进给传动轴高速化的同时,为保持相应的发展,势必谋求主轴的高速化。进而,自动换刀装置和自动工件交换装置的高速化、数控的高速64位化等,这些高速概念不断波及外围技术。结果,便形成了对机械总体动作要求极为高速的机床概貌。 最近,在进给传动轴上尝试采用直线电机,或采用平行机构的高速机床问世,进给速度一下子提高了。另一方面,由于这些新式高速机床还不能充分解决承受