AC直线电动机在数控装备领域的发展

发布时间：2010-09-11 02:03:36

AC直线电动机在数控装备领域的发展

直线电动机是借助于电磁作用原理，直接将电能转换为直线运动的驱动装置。世界上***台直线电动机是英国物理学家惠斯登(Sir Charles Wheatstone)发明，并于1845年取得专利。***初以高速运输和牵引为主，经过不断改进后应用范围逐渐扩大到电脑及办公设备、半导体制造装备、***装备、工业自动化、自动绘图仪等等。根据不同应用场合的差异，直线电动机的种类也很多。近年出现一种由直线电动机与铝合金滚柱导轨组合的高速线性驱动部件。Vmax=600m/min，加速度4g，应用在快速抓取和放下的场合。图1为中国台湾HIWIN公司的LMS、LMC小推力伺服直线电动机，Vmax=210m/min。

图1 中国台湾HIWIN公司的LMS、LMC伺服直线电动机

随着控制技术、电子技术、材料技术的发展，直线电动机经历了由快速轻载到快速大推力，由一般工业领域向大型、精密、高速数控装备领域发展的过程。美国Ingersoll公司于1982年开发出用AC-LM驱动的高速加工中心样机，在EMO’93展会上Ex-cell-O公司***展出在各坐标轴上配置感应式直线电动机(Indramat公司生产)的XHC240型卧式加工中心，各轴快移速度80m/min，加速度1g，***精度0.004mm。上述公司迈出了AC-LM在数控机床上应用的***步。AC-LM作为高速、高精度、高刚度的直接驱动系统已引起业界的高度重视，在随后的EMO’97又掀起了“欧洲的直线电机热”。

中国虽然早在1969年浙江大学等单位就开始研究工业用直线电动机，但是AC-LM在数控机床上的应用还是***近十多年的事情，清华大学、广东工学院、沈阳工业大学、哈工大等单位在研究AC-LM用于高速数控机床方面做了大量工作。清华大学承担了***“十五”科技项目，并与江苏瑞安特公司联合推出“数控机床用直线电机及伺服系统”，在CCMT2004(上海)展会上展出。中国用于数控机床的AC-LM仍处于成长期，离***化生产还有一定的距离。近年来，中国研发高速、***数控机床的企业开始采用AC-LM，但多数是从国外进口。

笔者曾在CIMT国际机床展会上对参展的88台高速数控机床作过调查，其中有23台采用AC-LM，占所统计台数的26%。国外知名企业例如DMG、Ex-cell-O、Ingersoll、CINCINNATI、GROB、MATEC、MAZAK、FANUC、SODICK等在他们的高速、***CNC机床中都采用了AC-LM，并把AC-LM作为创新和市场竞争的亮点。据业内***学者指出：直线电机作为一种机电系统，将机械结构简化，电气控制复杂化，符合现代机电技术的发展趋势。

AC-LM进入机床领域后，这种全新的直接驱动方式使传统的机床结构产生重大变革。AC-LM作为高性能、高速化的核心功能部件，将在数控机床特别是高速数控机床的产业链中发挥十分重要的作用。

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