直线电机与伺服电机+滚珠丝杠的区别和比较
直线电机与伺服电机+滚珠丝杠的区别和比较
直线电机与伺服电机+滚珠丝杠
在现今的高速加工中心机床中,我们可以使用两种不同技术来驱动直线坐标轴,分别是直线电机直接驱动和伺服电机+滚珠丝杆驱动。相对于伺服点击+滚珠丝杆来说,直线电机驱动技术是更为先进的技术。
那么,这两者之间的区别是什么呢?
首先,先来说说现在用得比较多的伺服电机+滚珠丝杆驱动技术。伺服电机将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。而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。
直线电机与伺服电机+滚珠丝杠的比较
速度比较:速度控制上直线电机因其响应快,调速范围更宽,可以实现启动瞬间达到最高转速,高速运行时又能迅速停止。调速范围可达到1:10000。
精度比较:电机因传动机构简单减少了插补滞后的问题,定位精度、重现精度、绝对精度,通过位置检测反馈控制都会较"旋转伺服电机+滚珠丝杠"高,且容易实现。直线电机定位精度可达0.1µm。旋转伺服电机+滚珠丝杠"最高2-5µm,要求CNC-伺服电机-无隙连轴器-止推轴承--冷却系统-高精度滚动导轨-螺母座-工作台闭环整个系统的传动部分要轻量化,光栅精度要高。若想达到较高平稳性"旋转伺服电机+滚珠丝杠"要采取双轴驱动,直线电机是高发热部件,需采取强冷措施,要达到相同目的,直线电机要付出更大的代价。
稳定性比较:稳定性方面由于直线系统为非接触系统,永无磨损,能保持长久的精度,后期维护成本极低。滚珠丝杠由于长期的加工运行,存在很大的磨损,精度无法长久保证,需定期对定位精度进行重新的校准,在磨损较大时需要更换新的丝杠放能保证设备的加工要求。
成本比较:直线电机配合光栅尺属于高技术领域,生产要求极高一次性成本较高,这也是导致其未在国内大规模应用的主要原因。而伺服电机+滚珠丝杠一次性投入很小,但在后续维护方面,几乎每1-2年需要花费和其成本相同的维护费用。
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