線(xiàn)性電機應用在機床中進(jìn)給系統可能會(huì )出現的四個(gè)問(wèn)題:
1.發(fā)熱問(wèn)題:由于線(xiàn)性電機直接處于冷卻條件較差的機床內部,其初、次級繞組在進(jìn)行電磁能量轉換過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量,極易使溫度T升高;并且T的升高又將引起電機繞組阻值R增大,該時(shí)為確保驅動(dòng)力輸出不變,就要增大其電流I,反過(guò)來(lái)I的增大又將使T升高,從而形成惡性循環(huán)的正反饋過(guò)程。又由于線(xiàn)性電機的繞組、鐵芯就貼在機床導軌上,其結果將嚴重引起機床導軌熱變形。
這與旋轉電機傳動(dòng)方式相比,一方面利用電機本身軸上的風(fēng)扇即能較好地散熱,另一方面旋轉電機經(jīng)絲杠等傳動(dòng)后,到機床導軌的空間距離已較遠,也就不存在由此引起的熱變形問(wèn)題。所以機床進(jìn)給系統采用直線(xiàn)
步進(jìn)電機驅動(dòng)后,解決好其散熱問(wèn)題是至關(guān)重要的一步。
2.隔磁及防護問(wèn)題:由于旋轉電機磁場(chǎng)是封閉式的,而線(xiàn)性電機磁場(chǎng)是敞開(kāi)式的,并且就在機床工作臺附近,其工件、切屑和工具等磁性材料很容易被該磁場(chǎng)吸住,而妨礙其正常工作。為此,雖然采用電磁式要比永磁式好一點(diǎn),但其隔磁防護仍不能忽略。并且還需考慮對機床冷卻液、潤滑油等的防護。
3.負載干擾問(wèn)題:線(xiàn)性電機傳動(dòng)控制只能是全閉環(huán)控制。其工作臺負載(工件重量、切削力等)的變化,對一個(gè)穩定系統來(lái)說(shuō)就是外界干擾,若自動(dòng)調節不好就會(huì )引起制度震蕩而失穩。
因此對整個(gè)直線(xiàn)進(jìn)給驅動(dòng)系統來(lái)講,除了要求線(xiàn)性電機有較強的帶負載能力外,還必須同時(shí)具備速度、位置檢測負反饋,和高速信息傳輸、校正、響應能力。并且也應盡量減小導軌間的摩擦阻尼,如采用滾動(dòng)導軌或磁墊懸浮導軌。另外在加大線(xiàn)性電機容量的同時(shí),若適當增加工作臺自重,對減小其負載干擾系數會(huì )有一定作用。
4.垂直進(jìn)給中的自重問(wèn)題:當直線(xiàn)步進(jìn)電機應用于垂直進(jìn)給機制時(shí),由于存在拖板自重,因此必須解決好線(xiàn)性電機斷電時(shí)的自鎖問(wèn)題和通電工作時(shí)重力加速度對其影響問(wèn)題。為此,除了增加合適的平衡配重塊(或用液壓支承),斷電時(shí)采取機械自鎖裝置外,還必須在伺服驅動(dòng)控制模塊上采取相應的措施。
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