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处理直线电机数控机床有哪些常见问题

摘要:考虑到直线电机直接处于散热条件较差的机床中,其一、二次绕组在电磁能量转换过程中产生的热量容易导致温度T升高;除此之外,T的增大会导致电机绕组的电阻值R增大。

对要求的数控机床来说,采用直线电机的原因,因为直线运动,结构简单,运动惯量小,刚度高,高速情况下实现精密定位,但是在使用过程中会遇到哪些问题呢?

(1)发热问题

考虑到直线电机直接处于散热条件较差的机床中,其一、二次绕组在电磁能量转换过程中产生的热量容易导致温度T升高;除此之外,T的增大会导致电机绕组的电阻值R增大。因此,考虑到驱动力的输出不变,就会增大电流I,而电流I的增大又会增大T,建立正反馈过程的恶性循环。且,直线电机的绕组和铁芯附在机床导轨上,会严重造成机床导轨的热变形。

与旋转电机驱动方式相比,首先电机本身轴上的风扇能更好的散热,与此同时旋转电机经过丝杠驱动后,到机器导轨的空间距离就很远了,且不具有因此引起的热变形问题。故此机床进给系统选用直线步进电机驱动后,克服散热问题十分重要一步。

(2)磁隔离保护

考虑到旋转电机的磁场是封闭的,而直线电机的磁场是开放的,并且靠近机床工作台,其工件、切屑和刀具等磁性材料容易被磁场吸引,阻碍其正常工作。因此,尽管电磁型的使用优于永磁体型,但它磁性保护尤为重要。并且也要考虑机器冷却液、润滑油等的保护。

(3)负载干扰问题

直线电机驱动控制仅能是全闭环控制。工作台负载(工件重量、切削力等)的变化是系统稳定的外部干扰,要是调节不好,就会导致系统震荡和不稳定。

因此,对于直线进给传动系统,不仅需求直线电机具有较强的负载能力外,还具有速度、位置检测负反馈,及高速信息传输、修正、响应能力。而且还应适当减小导轨之间的摩擦阻尼,如运用滚动导轨或磁垫悬挂导轨。除此之外,当直线电机空间增大时,要增加工作台重量,会一定程度上降低负载干扰系数。

(4)垂直进给量自身重量问题

直线步进电机选用垂直进给机构时,考虑到拖板自身重量的存在,需解决直线电机关闭电源时的自锁问题和重力加速度对直线电机的影响。因此,不仅添加相应的平衡重块(或配合液压支架),在停电时选用机械自锁装置外,还须对伺服驱动控制模块采取有效措施。

标签:直线电机

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