隨著(zhù)國防、航天、汽車(chē)、微電子等高技術(shù)行業(yè)不斷發(fā)展，對製造加工業(yè)提出了更高的要求，超高速加工和超精密加工成為未來(lái)機床業(yè)發(fā)展的兩個(gè)主題。傳統的機床進(jìn)給驅動(dòng)系統是“旋轉電機+滾珠絲槓”機構。這種驅動(dòng)系統涉及的中間部件多，運動(dòng)慣量大，而且滾珠絲槓本身俱有物理局限性，因此產(chǎn)生的線(xiàn)性速度、加速度及定位精度均有限，不能滿(mǎn)足超高速、高精密加工的需要;于是直線(xiàn)電機受到人們關(guān)注，它直接產(chǎn)生直線(xiàn)運動(dòng)，結構簡(jiǎn)潔，運動(dòng)慣量小，系統剛度高，快速響應特性好，高速情況下能實(shí)現精密定位，產(chǎn)生推力大，尤其運動(dòng)速度、加速度高于滾珠絲槓的若干倍，工作行程可以無(wú)限長(cháng)，維護少、壽命長(cháng)。這些優(yōu)點(diǎn)使它成為現代機床進(jìn)給驅動(dòng)的理想部件。
直線(xiàn)電機在機床應用中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題用于機床進(jìn)給伺服系統的主要是交流直線(xiàn)電機，又分為同步式和感應式兩大類(lèi)。隨著(zhù)稀土釹鐵硼(NdFeB)永磁材料的出現和性?xún)r(jià)比的提高，永磁同步直線(xiàn)電機發(fā)展成為主流，應用最多。現以這類(lèi)直線(xiàn)電機在高速、高精密機床上的應用為例，分析需要克服的關(guān)鍵問(wèn)題。
一、絕熱與散熱問(wèn)題永磁直線(xiàn)電機運行時(shí)，由于銅損和鐵損，線(xiàn)圈會(huì )發(fā)熱，帶來(lái)幾個(gè)負面影響：
(1)對線(xiàn)圈絕緣層造成老損或破壞，使線(xiàn)圈不便通入更大電流，從而不能產(chǎn)生更大推力。
(2)溫度升高會(huì )改變永磁體的工作點(diǎn)。
(3)如果熱量傳遞到機床??工作臺或者導軌，產(chǎn)生熱變形會(huì )影響加工精度，所以，尤其是平板形大推力直線(xiàn)電機，必須降溫，要求磁鋼溫度最高不超過(guò)70℃，線(xiàn)圈溫度不超過(guò)130 ℃。對于動(dòng)圈式(Moving coil)和一般的動(dòng)磁式直線(xiàn)電機，對線(xiàn)圈部位冷卻即可;但在超精密要求下的動(dòng)磁式直線(xiàn)電機，應該採取雙層水冷方式，配以溫度傳感器監測系統。 u形直線(xiàn)電機由于結構塬因，一般不用冷卻措施。
二、隔磁與防護問(wèn)題機床切削液、鐵屑、灰塵等會(huì )污染腐蝕電機，甚至堵塞氣隙，所以必須封閉電機。永磁鋼對鐵磁性物質(zhì)有強吸引力，為安全起見(jiàn)應該隔磁，可採用不銹鋼罩封閉。直線(xiàn)電機兩端要有緩沖防護裝置(Shock-absorbing)和電子限位開(kāi)關(guān)，防止動(dòng)子失控后的碰撞。對電纜線(xiàn)要加保護拖鏈，輸出信號線(xiàn)還要加屏蔽體。
三、線(xiàn)性導軌要求承受載荷，適應高速運動(dòng)并保證精度，選擇導軌要考慮行程大小、機械特性、精密性與速度承受能力等。一般用滾動(dòng)(滾珠或滾柱)直線(xiàn)導軌，安裝時(shí)要保證相互平行度，對于超精密要求的情況，可使用空氣靜壓導軌。
隨著(zhù)直線(xiàn)電機制造工藝的不斷革新，生產(chǎn)的規模化，以及永磁材料、電子產(chǎn)品價(jià)格的下降，直線(xiàn)電機的成本正以每年20%的速度下降，在機床上的應用前景廣闊。但這一應用畢竟是新事物，無(wú)論是直線(xiàn)電機本身還是相配套的數控技術(shù)，潛力很大。我國是製造大國，發(fā)展高檔數控設備任重道遠。
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