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      精準高效 - 機床行業(yè)為什么偏愛(ài)直線(xiàn)電機?

      2024-08-12
      一、機床行業(yè)發(fā)展難點(diǎn)

      隨著(zhù)制造業(yè)自動(dòng)化技術(shù)水平的提升,對機床設備的要求越來(lái)越高,當前的發(fā)展趨勢正朝著(zhù)高效、高精和智能化等方向延伸,這些發(fā)展方向不僅要求機床設備具備更高性能,同時(shí)也需滿(mǎn)足更為復雜的加工需求。


      然而傳統機床進(jìn)給系統采用的旋轉電機傳動(dòng)方式存在諸多局限性,如:



      1.維護復雜,伺服電機絲桿結構多,部件多,工作中有磨損,需定期維護或更換配件。

      2.從電動(dòng)機到工作臺之間的機械中間傳動(dòng)環(huán)節多,傳動(dòng)效率低。

      3.行程長(cháng)度受到限制。

      4.速度慢(45m/min)、加減速過(guò)程長(cháng)(加速度0.5g)。

      這些問(wèn)題嚴重制約了機床設備的性能提升和應用領(lǐng)域的拓展。


      機床進(jìn)給系統采用直線(xiàn)電機直接驅動(dòng)與原旋轉電機傳動(dòng)方式的最大區別在于取消了從電動(dòng)機到工作臺之間的機械傳動(dòng)環(huán)節,即把機床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(cháng)度縮短為零,故此這種傳動(dòng)方式稱(chēng)為“直線(xiàn)驅動(dòng)”。


      二、直線(xiàn)電機的創(chuàng )新優(yōu)勢


      • 高速與高精度:直線(xiàn)電機的速度達到5米/秒,更為重要的是,它能夠在高速下依然保持高精度的定位,微米級的定位精度使其在機床行業(yè)、精密加工、半導體生產(chǎn)等領(lǐng)域得以廣泛應用。

      • 快速響應與高效節能:由于省去了傳統傳動(dòng)中的多個(gè)環(huán)節,能夠更快地響應控制系統的命令,最大加速度達到5G。此外,直接驅動(dòng)的方式大大減少了能量在傳輸過(guò)程中的損失,實(shí)現了更高的能效比,符合現代工業(yè)對節能減排的要求。

      • 低維護成本與長(cháng)期穩定性:與傳統的“旋轉電機+滾珠絲杠”機構相比,直線(xiàn)電機的結構更簡(jiǎn)單,零件數量少,安裝精度要求較低,維護需求也減少。

      • 無(wú)噪音和無(wú)背隙運動(dòng):直線(xiàn)電機運行時(shí)幾乎無(wú)噪音,為操作人員提供了更加舒適的工作環(huán)境。無(wú)背隙的設計確保了在頻繁改變運動(dòng)方向時(shí)仍能保持高精度,這對于精密制造和檢測設備來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。

      • 可擴展性和模塊化設計:傳統的絲杠傳動(dòng)受絲杠制造工藝限制,一般4~6m,直線(xiàn)電機支持多動(dòng)子和定子的模塊化拼接,行程可無(wú)限延長(cháng),對于一些長(cháng)行程的機床,也能很好滿(mǎn)足,這種設計靈活性使得它能夠輕松應用于大型生產(chǎn)線(xiàn)或特殊定制的設備中。


      三、機床行業(yè)直線(xiàn)電機應如何選擇?

      01
      產(chǎn)品類(lèi)型齊全、推力范圍大。

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      選擇直線(xiàn)電機時(shí),需根據具體的應用需求和工作環(huán)境來(lái)決定使用哪種類(lèi)型的直線(xiàn)電機。例如:如果應用場(chǎng)景需要高推力和良好的散熱性能,水冷平板直線(xiàn)電機是更好的選擇;如果對成本和維護有較高要求,自冷型直線(xiàn)電機更適合;而對精度和穩定性有高要求的場(chǎng)合,則應需要考慮U型直線(xiàn)電機。


      02
      專(zhuān)利化冷卻結構設計,溫升超低<2K (攝氏度)。

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      溫升是影響直線(xiàn)電機性能和壽命的重要因素,在高精度運動(dòng)控制中,低溫升能顯著(zhù)提高直線(xiàn)電機的可靠性和減少對設備控制精度的影響。


      03
      水冷系列高防護等級,達到IP65。
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      防護等級高的直線(xiàn)電機能夠更好地阻止機床切削液、鐵屑、灰塵等污染物的侵入,減少電機因環(huán)境因素導致的故障,延長(cháng)電機的使用壽命。


      04
      低推力波動(dòng),3%以?xún)取?/section>
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      直線(xiàn)電機的推力波動(dòng)會(huì )直接影響到機床的定位精度和重復定位精度,推力波動(dòng)越小,運動(dòng)過(guò)程越平穩,加工質(zhì)量越高。 


      四、昊志機床直驅整體解決方案

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      數控系統:選擇數控系統時(shí)確保數控系統與現有的機床和自動(dòng)化設備兼容,包括接口和通信協(xié)議(如EtherCAT?和CANopen?)。
      伺服驅動(dòng)器:伺服驅動(dòng)器通常支持不同的控制方式,如位置控制、速度控制和扭矩控制,根據具體應用需求,選擇適當的控制方式以滿(mǎn)足系統的運動(dòng)要求。
      DiA系列變頻器:預置電機參數,不需進(jìn)行復雜的電機參數設置,驅動(dòng)器內置主軸電機參數,一鍵恢復缺省電機參數即可使用。高頻率輸出,自適應載波頻率調整,載波頻率可達 16kHz,最高支持電機運行 30 萬(wàn)轉/分鐘。
      直線(xiàn)電機:具有高防護等級(IP65)、高動(dòng)態(tài)響應(加速度2g)、推力波動(dòng)?。?%以?xún)龋┖蜏厣停ǎ?K 攝氏度)等突出特點(diǎn),可廣泛應用于PCB鉆孔機、高速精密機床、半導體設備、激光加工設備、精密檢測設備和其他工業(yè)自動(dòng)化設備。
      五軸轉臺:創(chuàng )新型剎車(chē)機構,超短通路設計,反應速度提高10倍,夾緊剛性提高3倍!可實(shí)現補償前傾斜軸(A軸)定位精度±3”,重復定位精度±1”,旋轉軸(C軸)定位精度±5”,重復定位精度±1”。
      加工中心系列主軸:主軸軸芯端面及錐孔跳動(dòng)≤0.001mm,全轉速段振動(dòng)≤1.0mm/s(定制系列可達0.5mm/s),加工零件表面粗糙度可達Ra0.05,廣泛應用在鈦合金、鋼合金、銅、鋁等各類(lèi)零件加工。
      拉刀機構:采用獨有專(zhuān)利的昊志拉刀機構,主軸松拉刀壽命≥1000萬(wàn)次,相比傳統碟簧拉刀機構壽命高出10倍以上,且拉刀力衰減≤10%,穩定可靠。同比傳統碟簧拉刀機構,昊志拉刀機構整機振動(dòng)值降低30%,振動(dòng)波動(dòng)值≤10%,振動(dòng)穩定性極高。昊志拉刀機構還具有超高的重復拉刀精度(≤0.002mm),與極高的精度穩定性,動(dòng)靜態(tài)偏擺變化量為±0.002mm。

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      旋轉接頭:昊志旋轉接頭壽命達10萬(wàn)小時(shí),相比市場(chǎng)同類(lèi)型接頭壽命提升10倍,最高轉速可達36000rpm,最大水壓可達7MPa。

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      五、昊志機電直線(xiàn)電機應用于機床行業(yè)的優(yōu)點(diǎn)

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      直線(xiàn)電機通過(guò)精確控制位置,消除傳統伺服系統的間隙和誤差,提升加工精度和零件質(zhì)量一致性,同時(shí)降低能耗和維護成本,顯著(zhù)提高加工中心的效率和可靠性,是現代高精度加工的理想選擇。

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      昊志機電直線(xiàn)電機憑借其高速、高精度、高效率以及低維護的特性,在高端制造業(yè)和自動(dòng)化領(lǐng)域中展現出巨大的潛力和優(yōu)勢。隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的進(jìn)一步降低,昊志機電直線(xiàn)電機將在更多的工業(yè)領(lǐng)域中得到更廣泛應用,成為推動(dòng)工業(yè)4.0和智能制造的重要力量。

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