线性马达可否当Z轴使用,或者斜放使用?
可以,但要考虑负载大小、倾斜角度,并视需求提供特殊的配重的机构(如弹簧),以及数字霍尔组件来搭配。
10.电机可承受多大的负载?
电机只是提供定位系统中一个力量的来源而已,搭载重量主要依存于加速度的需求,越大的质量会对滑轨或空气轴承造成更大的负荷,对滑轨而言也会加大摩擦力,对于这个问题并无法有统一的。
11.电机的功率有多大?
由于直线电机是用线性运动方向的力量来计算的,所以选用的时候是以加速度、速度、推力来计算的,并不适合用瓦数来选用。
以功率来讲,目前我们的马达都在2kW以下。
12.使用寿命有多长?
线性马达本身主要由线圈及永磁体构成。所以正常使用下并无寿命问题,但是搭配的线性滑轨、缆线、跑线槽等等却都是消耗性的,所以寿命是受限于这些零件及材料。一般正常使用而言,六年应该没有问题。
13.不是无尘室可以使用吗?使用的环境如何?
一般而言无尘车间等级1000都没有问题,如果有更高的需求,请洽本公司。至于一般的使用环境,要没有油污、没有水气、无严重粉尘的环境。如果有特殊的环境需求,请洽本公司。
14.可以加水冷吗?
中小负载直线电机多为为自然冷却,有关热的设计,请提供负载,运动速度,加速度,休息时间等资料给我们,我们可以提供更详细的计算,以完成适合的系统设计。
重载使用场合如需更大推力,我们可以提供水冷方式。
直线电机的历史可以追溯到1840年惠斯登制作的并不成功的略现雏形的直线电机,其后的160多年中直线电机经历了探索实验、开发应用和使用商品化三个时期。
1971年至目前,直线电机终于进入独立应用的时期,各类直线电机的应用得到了迅速的推广,制成了许多有实用价值的装置和产品,例如直线电机驱动的钢管输送机、运煤机、各种电动门、电动窗等。利用直线电机驱动的磁悬浮列车,速度已超过500km/h,接近了航空飞行的速度。
我国的直线电机的研究和应用是从20世纪70年代初开始的。目前主要成果有工厂行车、电磁锤、冲压机等。我国直线电机研究虽然也取得了一些成绩,但与国外相比,其推广应用方面尚存在很大的差距。目前,国内不少研究单位已注意到这一点。
直线电机在数控机床上应用的现状
近几年,国际上对数控机床采用直线电机显得特别热门,其原因是:
为了提高生产效率和改善零件的加工质量而发展的高速加工现已成为机床发展的一个重大趋势,一个反应灵敏、高速、轻便的驱动系统,速度要提高到40~50m/min以上。传统的“旋转电机+滚珠丝杠”的传动形式所能达到的进给速度为30m/min,加速度仅为3m/s2。直线电机驱动工作台,其速度是传统传动方式的30倍,加速度是传统传动方式的10倍,可达10g;刚度提高了7倍;直线电机直接驱动的工作台无反向工区;由于电机惯量小,所以由其构成的直线伺服系统可以达到较高的频率响应。
在对象模型确定、不变化且是线性的以及操作条件、运行环境是确定不变的条件下,采用传统控制技术是简单有效的。但是在高精度微进给的场合,就要考虑对象结构与参数的变化。各种非线性的影响,运行环境的改变及环境干扰等时变和不确定因数,才能得到满意的控制效果。因此,现代控制技术在直线伺服电机控制的研究中引起了很大的重视。常用控制方法有:自适应控制、滑模变结构控制、鲁棒控制及智能控制。
近年来模糊逻辑控制、神经网络控制等智能控制方法也被引入直线电动机驱动系统的控制中。目前主要是将模糊逻辑、神经网络与PID、H∞控制等现有的成熟的控制方法相结合,取长补短,以获得更好的控制性能。
直线电机在数控机床中的应用实例
活塞车削数控系统
采用直线电机的直线运动机构由于具有响应快、精度高的特点,已成功地应用于异型截面工件的CNC车削和磨削加工中。针对产量大的非圆截面零件,科学技术大学非圆切削研究中心开发了基于直线电机的高频响大行程数控进给单元。当用于数控活塞机床时,工作台尺寸为600mm×320mm,行程100mm,推力为160N,加速度可达13g。由于直线电机动子和工作台已固定在一起,所以只能采用闭环控制
伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置;伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象,闭环控制。 直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能,而不需要任何中间转换机构的传动装置;它可以看成是一台旋转电机按径向剖开,并展成平面而成,由定子演变而来的一侧称为初级,由转子演变而来的一侧称为次级; 在实际应用时,将初级和次级制造成不同的长度,以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变;直线电机可以是短初级长次级,也可以是长初级短次级,考虑到制造成本、运行费用,目前一般均采用短初级长次级。直线电机结构紧凑、功率损耗小、快移速度高、加速度高、高速度(直线电机通过直接驱动负载的方式,可以实现从高速到低速等不同范围的高精度位置定位控制;运用于地铁的自动门伺服电机在低速时易出现低频振动现象,振动频率与负载情况和驱动器性能有关;一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由伺服电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当伺服电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。目前用于电脑绣花机的伺服电机多数为五相混合式伺服电机,目的是通过采用高相数的步进电机来减小步矩角和提高控制精度;但是采用该种方式获得的性能上的提高是有限的,而且成本也相对较高,采用细分驱动技术可以大大改善伺服电机的运行品质,减少转矩波动,抑制振荡,降低噪音,提高步矩分辨率。其实直线电机也是伺服电机的一种。