圖形切割快一倍的光纖激光切割機：國內外直線電機的發展動向 近些年來，國內外直線電機的發展動向可總結為三個方面，即：一是向高速、高精度方面發展；二是向大推力、大容量方面發展；三是向物流設備方面發展。 ？ １、在高速、高精度方面的發展 ？ １．１直線電機驅動的高速、高精度現代機床 ？ 直線電機在高速、高精度方面的發展首推在現代機床業中的應用。傳統機床的驅動裝置依賴絲桿驅動，絲桿驅動本身就具有一系列不利因素，包括：長度限制、機械背隙、磨擦、扭曲、螺距一周期誤差、較長的振動衰減時間、與電機的耦合慣量以及絲杠的軸向壓縮等。所有這些因素均限制了傳統驅動裝置的效率和精度。當設備磨損時，必須進行不斷地調節以確保所需精度。直線電機驅動技術可以保證相當高的性能水準以及比傳統的將旋轉運動轉化為直線運動的電機驅動裝置具備更高的效率和簡便性，具有傳統驅動裝置無法達到的高速、高精度。 ？ 機床應用直線電機的優勢可簡單地描述為以下幾點，即： ？ １）高響應性 ？ 一般來講，電氣元器件比機械傳動件的動態響應時間要小幾個數量級。由于系統中取消了響應時間較大的如絲杠等機械傳動件，使整個閉環伺服系統動態響應性能大大提高。 ？ ２）高精度性 ？ 由于取消了絲杠等機械傳動機構，因而減少了傳統系統滯后所帶來的跟蹤誤差。通過高精度直線位移傳感器，進行位置檢測反饋控制，大大提高機床的定位精度，其精度誤差可達０．００１？μｍ。 ？ ３）高傳動剛度、推力平穩 ？ “直接驅動”提高了傳動剛度，直線電動機的布局，可根據機床導軌的形面結構及其工作臺運動時的受力情況來布置，通常設計成均布對稱，使其運動推力平穩。 ？ ３）高傳動剛度、推力平穩 ？ 機床直線電機進給系統，能夠滿足６０～１００　ｍ／ｍｉｎ或更高的超高速切削進給速度。由于具有高速響應性，其加減速過程大大縮短，加速度一般可達到（２～１０）ｇ。 ？ ５）行程長度不受限制 ？ 通過直線電動機的定子鋪設，就可無限延長動子的行程長度。 ？ ６）運行時噪聲低 ？ 取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦，導軌副可采用滾動導軌或磁墊懸浮導軌（無機械接觸），使運動噪聲大大下降。 ？ 美國Ｉｎｇｅｒｓｏｌｌ公司是知名的機床制造商，克萊斯勒汽車公司購買了它的６臺ＨＶＭ６００臥式加工中心，用來生產高級汽車發動機汽缸蓋。該機床主軸轉速２０　０００　ｒ／ｍｉｎ，Ｘ／Ｙ／Ｚ三軸由ＧＥＦＡＮＵＣ的直線電機驅動。這６臺加工中心每天生產３００個汽缸蓋，相當于１１臺非直線電機驅動的加工中心的生產量。 ？ 目前，世界上最知名的機床廠家幾乎無一例外地都推出了直線電機驅動的機床產品，品種覆蓋了絕大多數機床類型。 ？ 國內自１９９５年以來也開展了直線電機在機床上的應用研究，如廣東工大研發的直線感應電機驅動的ＧＤ－３型高速數控機床進給單元，清華研究的長行程永磁直線伺服單元，北京機電院研發的直線電機驅動的加工中心，浙江大學研制的圓筒型直線電機驅動的并聯機構坐標測量機和扁平永磁直線電機驅動的磨床，北京機床研究所研發的直線電機驅動的電火花成型機床，國防科大研發的活塞非圓切削中采用直線電機驅動刀具以及北航、南航與有關單位合作研發的機床等。此外，一些企業如杭州機床集團、江蘇多棱數控機床股份有限公司、濟南捷邁數控公司、深圳市大族激光科技股份有限公司、南京四開公司等也分別在平面磨床、激光劃線機、激光切割機、雕銑機、加工中心等上采用了不同的直線電機技術，取得了較好的效果。 ？ １．２直線電機在機床領域的發展趨勢