CNC-Werkzeugmaschinen entwickeln sich in Richtung Präzision, Hochgeschwindigkeit, Verbundwerkstoff, Intelligenz und Umweltschutz. Präzisions- und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung stellt höhere Anforderungen an den Antrieb und seine Steuerung, höhere dynamische Eigenschaften und Regelgenauigkeit, höhere Vorschubgeschwindigkeit und Beschleunigung, geringere Vibrationsgeräusche und weniger Verschleiß. Der Kern des Problems besteht darin, dass die herkömmliche Übertragungskette vom Motor als Kraftquelle zu den Arbeitsteilen über Zahnräder, Schneckenräder, Riemen, Schrauben, Kupplungen, Kupplungen und andere zwischengeschaltete Übertragungsglieder eine große Rotationsträgheit erzeugt , elastische Verformung, Spiel, Bewegungshysterese, Reibung, Vibration, Lärm und Verschleiß. Obwohl in diesen Bereichen durch kontinuierliche Verbesserung die Übertragungsleistung verbessert werden soll, ist das Problem mit der Entstehung des Konzepts der „Direktübertragung“, also der Eliminierung verschiedener Zwischenverbindungen vom Motor zu den Arbeitsteilen, grundsätzlich schwer zu lösen . Mit der Entwicklung von Motoren und deren Antriebssteuerungstechnik, elektrischen Spindeln, Linearmotoren, Torquemotoren und der zunehmenden Reife der Technologie werden Spindel-, Linear- und Drehkoordinatenbewegungen des „Direktantriebs“-Konzepts zunehmend in die Realität umgesetzt seine große Überlegenheit. Der Linearmotor und seine Antriebssteuerungstechnologie werden im Werkzeugmaschinen-Vorschubantrieb auf die Anwendung angewendet, so dass die Werkzeugmaschinen-Getriebestruktur eine große Veränderung darstellt und einen neuen Sprung in der Maschinenleistung macht.
DerMainAVorteile vonLinearMMotorFeedDFluss:
Große Auswahl an Vorschubgeschwindigkeiten: Kann von 1 (1) m/s bis über 20 m/min reichen. Die aktuelle Schnellvorlaufgeschwindigkeit des Bearbeitungszentrums hat 208 m/min erreicht, während die herkömmliche Schnellvorlaufgeschwindigkeit von Werkzeugmaschinen <60 m/min beträgt , im Allgemeinen 20 ~ 30 m/min.
Gute Geschwindigkeitseigenschaften: Die Geschwindigkeitsabweichung kann (1) 0,01 % oder weniger erreichen.
Große Beschleunigung: Maximale Beschleunigung des Linearmotors bis zu 30 g, die aktuelle Vorschubbeschleunigung des Bearbeitungszentrums hat 3,24 g erreicht, die Vorschubbeschleunigung der Laserbearbeitungsmaschine hat 5 g erreicht, während die Vorschubbeschleunigung herkömmlicher Werkzeugmaschinen 1 g oder weniger beträgt, im Allgemeinen 0,3 g.
Hohe Positionierungsgenauigkeit: Die Verwendung einer Gitterregelung mit geschlossenem Regelkreis, Positionierungsgenauigkeit bis zu 0,1 ~ 0,01 (1) mm. Durch den Einsatz der Feed-Forward-Steuerung des Linearmotor-Antriebssystems können Spurfehler um mehr als das 200-fache reduziert werden. Aufgrund der guten dynamischen Eigenschaften der beweglichen Teile und der empfindlichen Reaktion, gepaart mit der Verfeinerung der Interpolationssteuerung, kann eine Steuerung auf Nanoebene erreicht werden.
Der Hub ist nicht begrenzt: Der herkömmliche Kugelumlaufspindelantrieb ist durch den Herstellungsprozess der Schraube begrenzt, im Allgemeinen 4 bis 6 m, und es sind mehr Hübe erforderlich, um die lange Schraube zu verbinden, was sowohl vom Herstellungsprozess als auch von der Leistung her nicht ideal ist. Durch die Verwendung eines Linearmotorantriebs kann der Stator unendlich länger sein und der Herstellungsprozess ist einfach. Es gibt große Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentren mit einer X-Achse von bis zu 40 m Länge oder mehr.
Fortschritt vonLinearMMotor undIts DFlussCSteuerungTTechnik:
Linearmotoren ähneln im Prinzip gewöhnlichen Motoren, es handelt sich lediglich um die Ausdehnung der zylindrischen Oberfläche des Motors, und ihre Typen sind die gleichen wie bei herkömmlichen Motoren, wie zum Beispiel: Gleichstrom-Linearmotoren, synchrone Wechselstrom-Permanentmagnet-Linearmotoren, asynchrone Wechselstrom-Induktionsmotoren Linearmotoren, Schrittlinearmotoren usw.
Als Ende der 1980er Jahre ein linearer Servomotor auf den Markt kam, der die Genauigkeit von Bewegungen steuern kann, verbesserte sich die Leistung von linearen Servomotoren mit der Entwicklung von Materialien (z. B. Permanentmagnetmaterialien), Leistungsgeräten, Steuerungstechnologie und Sensortechnologie immer weiter. Die Kosten sinken und schaffen die Voraussetzungen für ihre weitverbreitete Anwendung.
In den letzten Jahren haben der Linearmotor und seine Antriebssteuerungstechnologie in den folgenden Bereichen Fortschritte gemacht: (1) Die Leistung verbessert sich weiter (z. B. Schubkraft, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Auflösung usw.); (2) Volumenreduzierung, Temperaturreduzierung; (3) eine große Auswahl an Abdeckungen, um den Anforderungen verschiedener Arten von Werkzeugmaschinen gerecht zu werden; (4) ein erheblicher Kostenrückgang; (5) einfache Installation und Schutz; (6) gute Zuverlässigkeit; (7) Einschließlich CNC-Systeme. Die unterstützende Technologie wird immer perfekter. (8) hoher Kommerzialisierungsgrad.
Derzeit sind die weltweit führenden Anbieter von linearen Servomotoren und deren Antriebssystemen: Siemens;Japan FANUC, Mitsubishi; Anorad Co. (USA), Kollmorgen Co.; ETEL Co. (Schweiz) usw.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 17. November 2022
