超高速加工和超精密加工成為未來(lái)機(jī)床業(yè)發(fā)展的兩個(gè)主題，傳統(tǒng)的機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”機(jī)構(gòu)。這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)涉及的中間部件多，運(yùn)動(dòng)慣量大，而且滾珠絲杠本身俱有物理局限性，因此產(chǎn)生的線性速度、加速度及定位精度均有限，不能滿足超高速、高精密加工的需要。目前對(duì)高的要求數(shù)控機(jī)床均采用直線電機(jī)，它直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，運(yùn)動(dòng)慣量小，系統(tǒng)剛度高，快速響應(yīng)特性好，高速情況下能實(shí)現(xiàn)精密定位，產(chǎn)生推力大，尤其運(yùn)動(dòng)速度、加速度高于滾珠絲杠的若干倍，工作行程可以無(wú)限長(zhǎng)，維護(hù)少、壽命長(zhǎng)。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)分析了直線電機(jī)需要克服的常見問(wèn)題。絕熱與散熱問(wèn)題永磁直線電機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于銅損和鐵損，線圈會(huì)發(fā)熱，帶來(lái)幾個(gè)負(fù)面影響：對(duì)線圈絕緣層造成老損或破壞。由于直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯沒(méi)有曳引機(jī)組，因而建筑物頂?shù)臋C(jī)房可省略。荊門本地直線電機(jī)圖片

直線電機(jī)知識(shí)小科普：沿徑向剖開并拉直的旋轉(zhuǎn)電機(jī)大多數(shù)應(yīng)用中，通常是永磁體保持靜止，線圈繞組運(yùn)動(dòng)；但有時(shí)這種布置反過(guò)來(lái)會(huì)更有利并完全可以接受。在這兩種情況中，基本電磁工作原理是相同的，并且與旋轉(zhuǎn)電機(jī)完全一樣。直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)直線電機(jī)系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)伺服電機(jī)+聯(lián)軸器滾珠絲杠傳動(dòng)，直線電機(jī)系統(tǒng)直接與負(fù)載連接，通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)與負(fù)載。直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)是當(dāng)前高速精密制造領(lǐng)域的技術(shù)之一，優(yōu)點(diǎn)如下：1、高精度直接驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)沒(méi)有反向間隙，結(jié)構(gòu)剛性高，系統(tǒng)的精度主要取決于位置檢測(cè)元件，有合適的反饋裝置可達(dá)亞微米級(jí)；2、加速度和速度大高工智能傳動(dòng)電機(jī)在應(yīng)用中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)20g的比較大加速度和4.5m/s的比較大速度；3、無(wú)機(jī)械接觸磨損直線電機(jī)定子與動(dòng)子無(wú)機(jī)械接觸磨損，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)接觸由直線導(dǎo)軌承擔(dān)，傳動(dòng)部件少，運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)簡(jiǎn)單甚至免維護(hù)，可靠性高，壽命長(zhǎng)；4、模塊化結(jié)構(gòu)直線電機(jī)定子采用模塊化結(jié)構(gòu)，運(yùn)行行程理論上不受限制；5、運(yùn)行速度范圍廣大族電機(jī)直線電機(jī)的速度范圍從每秒幾微米到數(shù)米。直線電機(jī)動(dòng)定子正如旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)的編碼器安裝在軸上的反饋位置，直線電機(jī)需要反饋直線位置的反饋裝置——直線編碼器。

研究表明采用軟件補(bǔ)償?shù)姆椒梢暂^大地提高直線電機(jī)進(jìn)給的定位精度。2直線電機(jī)進(jìn)給定位精度測(cè)試方法直線電機(jī)進(jìn)給產(chǎn)生定位精度誤差因素很復(fù)雜，主要因素有：（1）光柵尺的制造及安裝誤差，光柵尺的運(yùn)動(dòng)部分及固定部分分別安裝在進(jìn)給單元的動(dòng)子及定子底板上，產(chǎn)生一定的線性誤差在所難免；（2）直線電機(jī)存在的邊端效應(yīng)使進(jìn)給單元兩端的力特性發(fā)生變化，影響進(jìn)給平臺(tái)制動(dòng)，從而產(chǎn)生定位精度誤差；（3）環(huán)境對(duì)定位精度誤差產(chǎn)生的隨機(jī)誤差，由于沒(méi)有采用隔震地基，周邊環(huán)境的隨機(jī)振動(dòng)都會(huì)傳遞到進(jìn)給單元及激光干涉儀，從而產(chǎn)生誤差。直線電機(jī)進(jìn)給定位精度測(cè)試采用英國(guó)雷尼紹公司的ML10激光干涉儀測(cè)試。ML10激光干涉儀是為機(jī)床檢定提供了一種高精度標(biāo)準(zhǔn),它準(zhǔn)確度高,測(cè)量范圍大(線性測(cè)長(zhǎng)40m,任選80m),測(cè)量速度快(60m/min),分辨力高(μm),便攜性好。更由于雷尼紹激光干涉儀具備自動(dòng)線性誤差補(bǔ)償功能,可方便恢復(fù)機(jī)床精度。測(cè)試方法如下：1.安裝雙頻激光干涉儀測(cè)量系統(tǒng)各組件(見圖1)。2.在需測(cè)量的直線電機(jī)進(jìn)給坐標(biāo)軸線方向安裝光學(xué)測(cè)量裝置。3.調(diào)整激光頭,使測(cè)量軸線與直線電機(jī)移動(dòng)的軸線在一條直線上(或平行),即將光路調(diào)準(zhǔn)直。4.待激光預(yù)熱后輸入測(cè)量參數(shù)。

直線電機(jī)的主要參數(shù)和選型介紹直線電機(jī)參數(shù)和選型(華創(chuàng)直線電機(jī)主要用于高精度或者是高加速度的設(shè)備上)最大電壓()———比較大供電電壓或持續(xù)供電峰值電壓，主要與電機(jī)漆包線、電機(jī)絕緣材料選型及工藝有關(guān);峰值推力(PeakForce)———電機(jī)的比較大推力，在短時(shí)間內(nèi)(幾秒)，取決于電機(jī)電磁結(jié)構(gòu)的安全極限能力(與電機(jī)的漆包線材料息息相關(guān));單位:N峰值電流(PeakCurrent)———最大工作電流，與比較大推力想對(duì)應(yīng)，低于電機(jī)的退磁電流(長(zhǎng)時(shí)間工作在電機(jī)的峰值理論電流下會(huì)導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱，對(duì)電機(jī)壽命有很大的損傷，更嚴(yán)重將導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部磁鋼退磁。);連續(xù)功率(Peakpower)———在持續(xù)溫升條件和散熱條件下，電機(jī)連續(xù)運(yùn)行的發(fā)熱損耗，反映電機(jī)的熱設(shè)計(jì)水準(zhǔn);比較大連續(xù)消耗功率()———確定溫升條件和散熱條件下，電機(jī)可連續(xù)運(yùn)行的上限發(fā)熱損耗，反映電機(jī)的熱設(shè)計(jì)水準(zhǔn);比較大速度(Maximumspeed)———在確定供電電壓下的比較高運(yùn)行速度，取決于電機(jī)的反電勢(shì)線數(shù)，反映電機(jī)電磁設(shè)計(jì)的結(jié)果;推力常數(shù)(MotorForceConstant)———電機(jī)的推力電流比，單位N/A或KN/A，反映電機(jī)電磁設(shè)計(jì)的結(jié)果，在某種意義上也可以反映電磁設(shè)計(jì)水向電動(dòng)勢(shì)(BackEMF)———電機(jī)反電勢(shì)(系數(shù))，單位Vs/m。為了準(zhǔn)確選擇直線電機(jī)的推力，需要知道負(fù)載重量。

直線電機(jī)可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)方面的一種變形，它可以看作是一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿其徑向剖開，然后拉平演變而成。隨著自動(dòng)控制技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，對(duì)各類自動(dòng)控制系統(tǒng)的定位精度提出了更高的要求，在這種情況下，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)再加上一套變換機(jī)構(gòu)組成的直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代控制系統(tǒng)的要求，為此，世界許多國(guó)家都在研究、發(fā)展和應(yīng)用直線電機(jī)，使得直線電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣。直線電機(jī)主要應(yīng)用于三個(gè)方面：一是應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)，這類應(yīng)用場(chǎng)合比較多；其次是作為長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；三是應(yīng)用在需要短時(shí)間、短距離內(nèi)提供巨大的直線運(yùn)動(dòng)能的裝置中。如何提高直線電機(jī)壽命，移動(dòng)質(zhì)量比決定了該直線電機(jī)的負(fù)載能力。荊門本地直線電機(jī)圖片

直線電機(jī)經(jīng)常簡(jiǎn)單描述為旋轉(zhuǎn)電機(jī)被展平，而工作原理相同。荊門本地直線電機(jī)圖片

圓柱形動(dòng)磁體直線電機(jī)動(dòng)子是圓柱形結(jié)構(gòu)。沿固定著磁場(chǎng)的圓柱體運(yùn)動(dòng)。這種電機(jī)是初發(fā)現(xiàn)的商業(yè)應(yīng)用但是不能使用于要求節(jié)省空間的平板式和U型槽式直線電機(jī)的場(chǎng)合。圓柱形動(dòng)磁體直線電機(jī)的磁路與動(dòng)磁執(zhí)行器相似。區(qū)別在于線圈可以復(fù)制以增加行程。典型的線圈繞組是三相組成的，使用霍爾裝置實(shí)現(xiàn)無(wú)刷換相。推力線圈是圓柱形的，沿磁棒上下運(yùn)動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)不適合對(duì)磁通泄漏敏感的應(yīng)用。必須小心操作保證手指不卡在磁棒和有吸引力的側(cè)面之間。荊門本地直線電機(jī)圖片