直線電機在精密加工中的顯著優勢
發布時間:2016/7/30 9:48:28 瀏覽次數:4951因為(wei)直(zhi)線電機(ji)具有結(jie)構簡單(dan)、適(shi)合高(gao)(gao)(gao)速直(zhi)線運動、初(chu)級繞(rao)組利(li)用率(lv)高(gao)(gao)(gao)、無橫(heng)向邊緣效應(ying)、容易(yi)克服單(dan)邊磁拉力問題、易(yi)于調(diao)節和控制、適(shi)應(ying)性(xing)強以及高(gao)(gao)(gao)加(jia)(jia)速度八大優勢(shi)，所(suo)以其(qi)在高(gao)(gao)(gao)精密加(jia)(jia)工中的(de)應(ying)用，具有十分顯著的(de)優勢(shi)。
超(chao)精(jing)(jing)密(mi)加(jia)(jia)工(gong)(gong)是制造業中(zhong)的(de)(de)(de)(de)前沿科學，在(zai)工(gong)(gong)作尤(you)其是國防工(gong)(gong)業中(zhong)起(qi)著舉(ju)足輕重的(de)(de)(de)(de)作用(yong)，巡航導(dao)彈的(de)(de)(de)(de)慣(guan)性制導(dao)裝(zhuang)(zhuang)置陀螺儀，雷達的(de)(de)(de)(de)關鍵(jian)器件波導(dao)管，衛(wei)星儀表上的(de)(de)(de)(de)精(jing)(jing)密(mi)軸(zhou)承、大(da)型集成電路等無不涉(she)及(ji)到超(chao)精(jing)(jing)加(jia)(jia)工(gong)(gong)。在(zai)超(chao)精(jing)(jing)機床(chuang)中(zhong)，為進(jin)(jin)行(xing)機床(chuang)加(jia)(jia)工(gong)(gong)誤差的(de)(de)(de)(de)在(zai)線補償(chang)，以提高(gao)加(jia)(jia)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)形狀精(jing)(jing)度；為進(jin)(jin)行(xing)某些特殊的(de)(de)(de)(de)非(fei)軸(zhou)對稱表面的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)，都需要微量進(jin)(jin)給裝(zhuang)(zhuang)置，高(gao)精(jing)(jing)度微量進(jin)(jin)給裝(zhuang)(zhuang)置現已成為超(chao)精(jing)(jing)機床(chuang)的(de)(de)(de)(de)重要關鍵(jian)裝(zhuang)(zhuang)置。
目(mu)前(qian)，臺灣上銀（HIWIN）直線(xian)電(dian)(dian)(dian)機(ji)在精密微進給(gei)裝置中有著廣泛的應(ying)(ying)用，其(qi)(qi)原理就是(shi)利(li)用電(dian)(dian)(dian)致伸(shen)(shen)縮(suo)效(xiao)應(ying)(ying)。電(dian)(dian)(dian)致伸(shen)(shen)縮(suo)效(xiao)應(ying)(ying)的變形量和(he)電(dian)(dian)(dian)場強度的平方成正比(bi)。它(ta)能(neng)實現高(gao)剛(gang)度的無間隙位移；分辨力可達(da)1.0~2.5nm；且變形系數大；有很高(gao)頻(pin)率，其(qi)(qi)響應(ying)(ying)時間達(da)100μs。為增大行程，一般(ban)電(dian)(dian)(dian)機(ji)都是(shi)由多片晶(jing)體(ti)串疊在一起粘合使用，尺蠖(huo)式壓(ya)電(dian)(dian)(dian)陶瓷(ci)電(dian)(dian)(dian)機(ji)則是(shi)通(tong)過三個(ge)單(dan)獨控制的管狀陶瓷(ci)壓(ya)電(dian)(dian)(dian)器件(jian)組(zu)成，其(qi)(qi)中A、B作(zuo)徑向(xiang)伸(shen)(shen)縮(suo)，以便(bian)夾緊(jin)和(he)松開電(dian)(dian)(dian)機(ji)軸(zhou)(zhou)，而器件(jian)C作(zuo)軸(zhou)(zhou)向(xiang)伸(shen)(shen)縮(suo)，使電(dian)(dian)(dian)機(ji)軸(zhou)(zhou)產生(sheng)軸(zhou)(zhou)向(xiang)位移，實現步進直線(xian)運(yun)動。
美國LLL國家實驗室的DTM-3大(da)型(xing)金剛石車(che)床(chuang)(chuang)和LODTM大(da)型(xing)光學(xue)金剛石車(che)床(chuang)(chuang)、英國Cranfieid公(gong)司的OAGM2500大(da)型(xing)精密機床(chuang)(chuang)都已采用了電致伸縮式微(wei)量進給裝置。
超聲波電(dian)動(dong)機(ji)（USM）是國內(nei)外日益受(shou)到重(zhong)視的(de)(de)一(yi)(yi)種新型(xing)直接驅動(dong)電(dian)機(ji)，廣義地(di)說也是一(yi)(yi)種壓(ya)(ya)電(dian)陶(tao)瓷(ci)電(dian)動(dong)機(ji)，它利用(yong)壓(ya)(ya)電(dian)陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)逆壓(ya)(ya)電(dian)效應，將材(cai)料的(de)(de)微觀(guan)(guan)變(bian)形通過共(gong)振放(fang)大和摩擦(ca)耦合轉(zhuan)換成(cheng)轉(zhuan)子(zi)或(huo)者滑塊的(de)(de)宏觀(guan)(guan)運(yun)動(dong)，壓(ya)(ya)電(dian)陶(tao)瓷(ci)在適當的(de)(de)電(dian)壓(ya)(ya)作(zuo)用(yong)下可以形成(cheng)單一(yi)(yi)方(fang)向的(de)(de)運(yun)動(dong)的(de)(de)行波。轉(zhuan)子(zi)以適當的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)作(zuo)用(yong)于彈性體表(biao)面上，則將在質點摩擦(ca)力(li)(li)的(de)(de)驅動(dong)下產生(sheng)運(yun)動(dong)。改(gai)變(bian)行波方(fang)向，則轉(zhuan)子(zi)反向。
在(zai)超精密加工(gong)中，為了要加工(gong)出形(xing)狀精度(du)高(gao)的(de)(de)(de)非球曲面(mian)(mian)，要求超精機(ji)(ji)床的(de)(de)(de)進(jin)給驅(qu)動系統有很高(gao)的(de)(de)(de)分辨(bian)力，達到每脈沖移動量為0.01μm，國(guo)(guo)外已有幾家著名大(da)(da)公司(si)擁(yong)有該(gai)產(chan)品，但(dan)對我(wo)國(guo)(guo)禁運。目前(qian)國(guo)(guo)內國(guo)(guo)防科技大(da)(da)學、哈爾濱工(gong)業大(da)(da)學、清華大(da)(da)學等(deng)(deng)正開展此方面(mian)(mian)的(de)(de)(de)研究。超聲波電(dian)動機(ji)(ji)具(ju)有小型輕量、響應(ying)速(su)度(du)快、無電(dian)磁干擾以(yi)及低速(su)大(da)(da)轉(zhuan)矩等(deng)(deng)特點，行程在(zai)10cm范圍內可取代(dai)傳統的(de)(de)(de)電(dian)磁電(dian)機(ji)(ji)。帶有反饋(kui)閉(bi)環控制的(de)(de)(de)步進(jin)驅(qu)動超聲電(dian)動機(ji)(ji)，其步進(jin)分辨(bian)率約(yue)0.01μm，有望代(dai)替機(ji)(ji)械式(shi)摩擦驅(qu)動方式(shi)。日(ri)本東京大(da)(da)學研制的(de)(de)(de)聲表面(mian)(mian)波式(shi)直線USM，步進(jin)分辨(bian)力高(gao)達5nm。 2.3 在(zai)異形(xing)截面(mian)(mian)加工(gong)領(ling)域中的(de)(de)(de)應(ying)用。
采用直線電機的直線(xian)運(yun)動，運(yun)動機(ji)構(gou)由(you)于具(ju)有響應快、精度高的特點，已成功地用(yong)于異(yi)型截面工件（汽車發動機(ji)活(huo)塞(sai)、波瓣(ban)形軸承(cheng)外環(huan)滾道(dao)、活(huo)塞(sai)環(huan)及凸輪(lun)等）的計算(suan)機(ji)控(kong)制的精密車削(xue)和磨削(xue)加(jia)(jia)工。與傳(chuan)統的采用(yong)“靠模”加(jia)(jia)工異(yi)型內外圓輪(lun)廓的方法相比，具(ju)有編(bian)程(cheng)修改靈(ling)活(huo)、加(jia)(jia)工精度高的特點，十(shi)分適(shi)合多品(pin)種(zhong)、小批量(liang)產品(pin)的加(jia)(jia)工。
文章標題：直線電機在精密加工中的顯著優勢
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