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精密行星轉(zhuǎn)向器換向器電機(jī)

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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

功率	1.5kw	加工定制	否
輸送距離	62m	輸送能力	26t/h
外形尺寸	59m	重量	26kg
精度	5弧分

*法拉特FALATE高精密斜齒行星減速機(jī)轉(zhuǎn)向器，法拉特精密行星換向器轉(zhuǎn)向器，精密行星轉(zhuǎn)向器換向器傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造的NC機(jī)床受制于標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)裝置及控制器，使加工的精度和速度受到限制。在上世紀(jì)80年代末出現(xiàn)了直線伺服電機(jī)。它由兩個(gè)元件組成，電磁力直接作用于移動(dòng)元件而無(wú)需機(jī)械連接，沒有螺距周期誤差，精度*

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電磁力直接作用于移動(dòng)元件而無(wú)需機(jī)械連接，沒有螺距周期誤差，精度*依賴于反饋系統(tǒng)和分級(jí)的支承。由全數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器供電，剛性高，頻響好，因而可獲得高速度。比如L17000C3/2is 的直線電機(jī)：推力可達(dá)17000N，

連續(xù)推力3400N/4080N/6800N(分別對(duì)應(yīng)自然冷/氣冷/水冷)，速度可達(dá)4m/s，加速度30g，分辨率可達(dá)0.01µm，甚至更高。直線電機(jī)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相比，主要有如下幾個(gè)特點(diǎn)：一是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

由于直線電機(jī)不需要有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)的附加裝置，因而使得系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，重量和體積大大地減少；二是定位精度高，在需要直線運(yùn)動(dòng)的地方

，直線電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)直接傳動(dòng)，因而可以消除中間環(huán)節(jié)所帶來(lái)的各種定位誤差，故定位精度高；三是反應(yīng)速度快、靈敏度高，可做到滑塊和定子之間始終保持一定的空氣隙而不接觸，這就消除了定子、滑塊間的接觸摩擦阻力，因而大大地提高了系統(tǒng)的靈敏度、快速性和隨動(dòng)性；四是工作安全可靠、壽命長(zhǎng)。

圖1 直線電機(jī)與直接驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)

表1 齒輪工作臺(tái)和直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)性能比較
項(xiàng)目	齒輪工作臺(tái)	直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)
速度	低	高
加速度	低	高
伺服剛度(例如，位置增益)	一般	高
抗干擾	相對(duì)強(qiáng)	相對(duì)弱
夾緊轉(zhuǎn)矩	大	相對(duì)小
定位精度	高(主要決定于編碼器分辨率和降速機(jī)械)	高(主要決定于編碼器分辨率、機(jī)械剛度和軸承剛度)
機(jī)械噪聲	大	低
維修	必需(由于機(jī)械磨損)	基本不必要
裝配	相對(duì)容易	需要思考(由于磁拉力)
冷卻	一般不需要	自然冷/氣冷/液冷(決定于連續(xù)轉(zhuǎn)矩和散熱情況)
外形尺寸	不緊湊(電機(jī)外裝)	緊湊(電機(jī)內(nèi)裝)

在數(shù)控機(jī)床上把低速力矩電機(jī)直接作為旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)是伺服技術(shù)的又一個(gè)發(fā)展。傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)一般是通過(guò)高速伺服電機(jī)帶動(dòng)降速齒輪、蝸輪、蝸桿副進(jìn)行降速。傳動(dòng)鏈長(zhǎng)，噪聲大，需要維修。在采用直接驅(qū)動(dòng)的伺服電機(jī)后，由于加大了電機(jī)轉(zhuǎn)子直徑，采用稀土金屬作為磁極材料，因此可以獲得大轉(zhuǎn)矩。并對(duì)磁路進(jìn)行設(shè)計(jì)，以減少低速的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。表1是齒輪傳動(dòng)工作臺(tái)和直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)性能比較。

當(dāng)前，F(xiàn)ANUC工作臺(tái)的內(nèi)裝式伺服電機(jī)D3000/150is具體規(guī)格如下：輸出轉(zhuǎn)矩可達(dá)3000Nm，連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩可達(dá)1200Nm，轉(zhuǎn)速為150r/min，外形高度為160mm，外徑為565mm。

主軸電機(jī)
由于交流異步電機(jī)變頻調(diào)速容易實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩、恒功率的功能，又沒有直流電機(jī)的炭刷，因此很快就被采用在數(shù)控機(jī)床的主軸上。隨著數(shù)控機(jī)床速度的提高，為了簡(jiǎn)化傳動(dòng)鏈，甚至采用“零傳動(dòng)”的結(jié)構(gòu)，因而出現(xiàn)了電主軸。把機(jī)床的主軸與主軸電動(dòng)機(jī)集成在一起，它的機(jī)械結(jié)構(gòu)雖然很簡(jiǎn)單，但精度和可靠性卻要求很高。當(dāng)前，一般內(nèi)裝主軸電機(jī)速度達(dá)到12000～15000r /min；電機(jī)采用三相異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)，并采用改變極對(duì)數(shù)的方法改變分級(jí)變速。最近，又出現(xiàn)同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)，采用稀土磁鐵，提高輸出轉(zhuǎn)矩，設(shè)計(jì)機(jī)床結(jié)構(gòu)，還開發(fā)了寬范圍恒功率的主軸電機(jī)。這有兩種方法：降低原有電機(jī)的功率，擴(kuò)大恒功率調(diào)速范圍；利用變極對(duì)數(shù)，達(dá)到恒功率。采用FANUC主軸電機(jī)規(guī)格如表2。

表2 FANUC主軸電機(jī)規(guī)格
型號(hào)	特點(diǎn)	額定功率范圍 (kW)	速度范圍(r/min) (基速-速)	應(yīng)用
ai	標(biāo)準(zhǔn)型	0.55～45	4,500～15,000	車床、加工中心
aip	寬范圍恒功率	5.5～22	4,500～8,000	車床、加工中心
aiT	電機(jī)與機(jī)床主軸直連	1.5～22	5,000～20,000	車床、加工中心
aiL	高精度直連，油冷	3.5～22	15,000～20,000	車床、加工中心
aiB	內(nèi)裝	0.55～50	1,000～30,000	車床、加工中心
aiH	高壓供電	0.55～100	4,000～20,000	車床、加工中心

3 驅(qū)動(dòng)裝置的發(fā)展

FANUC的驅(qū)動(dòng)裝置主要由3部分組成：電源、放大器、控制。

電源主要把交流變?yōu)橹绷?，把泵升電壓送回電網(wǎng)或加以處理，在電源故障時(shí)進(jìn)行保護(hù)等功能。

早期開發(fā)的晶閘管伺服系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單，速度范圍能滿足一般數(shù)控機(jī)床的需要，由于晶閘管額定電流大，短時(shí)間過(guò)電流能力強(qiáng)，因此對(duì)大慣量直流伺服電機(jī)可以發(fā)揮過(guò)負(fù)荷、高速、高加減速的特點(diǎn)?？刂埔话悴捎靡葡嗫刂频姆椒?。

關(guān)鍵詞：伺服電機(jī) 工作臺(tái) 直流電機(jī) 加工中心