A diferença entre motor linear e 'fuso de esferas + servo motor'

O motor linear foi inventado pelos britânicos em 1845, mas o entreferro do motor linear naquela época era muito grande e a eficiência era muito baixa, então não podia ser aplicado.Após a década de 1970, a Kollmorgen também foi lançada, mas seu desenvolvimento foi limitado devido ao alto custo e baixa eficiência.Não foi até a década de 1970 que os motores lineares foram gradualmente desenvolvidos e aplicados em alguns campos especiais.Na década de 1990, os motores lineares começaram a ser utilizados na indústria de fabricação de máquinas.Agora, alguns fabricantes de centros de usinagem tecnologicamente avançados no mundo começaram a aplicá-los em suas máquinas-ferramenta de alta velocidade.Por exemplo, empresas conhecidas estão lançando centros de usinagem de alta velocidade e alta precisão usando motores lineares.A Leapion também usa um motor linear na máquina de corte de fibra de alta precisão LF-6060Mi lançada.

O seguinte refere-se principalmente à comparação de várias características principais do parafuso de avanço silencioso de alta velocidade e do motor linear, como referência para a indústria relevante.

1. Velocidade PK:

Guias lineares têm vantagens consideráveis ​​em velocidade

Motor Linear

Velocidade: 300 m/min

Aceleração: 10g

Fuso de esfera: 120 m/min

Aceleração: 1,5g

Comparado com a velocidade e aceleração, o guia linear tem uma vantagem considerável, e a velocidade do motor linear será melhorada depois que o problema de aquecimento for resolvido com sucesso, enquanto a velocidade do 'servo motor rotativo + fuso de esferas' é limitado e é difícil renovar Melhorar mais.

Na resposta dinâmica, os motores lineares também têm vantagens absolutas devido aos problemas de inércia do movimento, folga e complexidade do mecanismo.

No controle de velocidade, devido à sua resposta rápida e faixa de regulação de velocidade mais ampla, o motor linear pode atingir a velocidade mais alta no momento da partida e pode parar rapidamente ao operar em alta velocidade.A faixa de regulação de velocidade pode chegar a 1:10000.

motor linear

2. Consumo de energia PK:

Em consumo de energia, o motor linear é aproximadamente o dobro do 'servo motor rotativo + fuso de esferas' ao fornecer o mesmo torque.O 'servo motor rotativo + fuso de esferas' é um componente de transmissão que economiza energia e aumenta a força, e a confiabilidade do motor linear é controlada.A estabilidade do sistema tem um grande impacto na área circundante.Isolamento magnético eficaz e medidas de proteção devem ser tomadas para bloquear o impacto de campos magnéticos fortes no guia de rolamento e a adsorção de limalha de ferro e poeira magnética.

Através do exemplo a seguir, ficará fácil entender algumas características dos motores lineares e 'servomotores rotativos + fusos de esferas':

Centro de usinagem pórtico de altíssima velocidade de uma empresa japonesa.Os eixos X e Y são acionados por motores lineares com V=120m/min.Por que a empresa não aplicou o 'servo motor rotativo + parafuso de esfera (série HIWIN SUPER S)', embora o valor DN do SUPER S tenha experimentado um processo de aceleração de 70.000 para 150.000 para 220.000 para parafusos tradicionais, devido a a existência de puro O ponto fraco da transmissão mecânica, sua velocidade linear, aceleração e aumento da faixa de curso são sempre limitados.Se o produto de Φ40×20mm for selecionado, então Vmax=110m/min, devido à alta velocidade de Nmax=5500 rpm, a faixa de curso é limitada por crítico Obviamente, a restrição da velocidade de rotação Nc não pode ser muito longa.Se um produto com um grande avanço de Φ40×40mm for usado, Vmax=220m/min, o que obviamente não pode atender a ocasião de alta precisão de posicionamento.Pode atingir um valor DN de 220.000, o que reflete o HIWIN de um lado.Se escolhermos o produto Φ40×20 (dupla cabeça) mm e o usarmos sob a condição de n≈4000～5000 rpm e V=80～100m/min, sua segurança, confiabilidade e vida útil serão boas.Pode ser maior do que o valor esperado.De fato, até agora, em máquinas-ferramentas de corte de metal CNC de alta velocidade e alta precisão (exceto máquinas-ferramentas de conformação CNC), a velocidade V ≥ 120m/min ainda usa acionamentos da série SUPER S.A melhor aplicação de 'servo motor + fuso de esferas' é equipamento CNC de alta velocidade de gama média e alguns equipamentos CNC de ponta que requerem V=40~100m/min, aceleração 0,8~1,5(2,0)g e precisão P3 ou superior.

parafuso de esfera + servo motor

3. Precisão PK:

Na precisão, o motor linear reduz o problema de atraso de interpolação devido ao mecanismo de transmissão simples.A precisão de posicionamento, precisão de reprodução, precisão absoluta e controle de feedback por meio da detecção de posição serão maiores do que 'servo motor rotativo + parafuso de esfera', e é fácil de alcançar.

A precisão de posicionamento do motor linear pode atingir 0,1 µm.

Precisão de posicionamento 'servo motor rotativo + fuso de esferas' de até 2-5µm, requer CNC, servo motor, acoplamento sem folga, mancal axial, sistema de refrigeração, guia de rolamento de alta precisão, sede da porca, circuito fechado da mesa A parte da transmissão de todo o sistema deve ser leve e de alta precisão de grade.

Se você deseja obter alta estabilidade 'servo motor rotativo + parafuso de esfera', você precisa adotar uma unidade de eixo duplo.O motor linear é um componente de alto aquecimento e é necessário tomar fortes medidas de resfriamento.Para atingir o mesmo objetivo, um motor linear tem que pagar um preço mais alto.

4. Preço PK:

Embora os dois métodos de acionamento de motor linear e 'servomotor rotativo + fuso de esferas' tenham suas vantagens, eles também têm seus pontos fracos.Ambos têm seu escopo ideal de aplicação em máquinas-ferramenta CNC.

O acionamento do motor linear tem vantagens exclusivas nos seguintes campos de equipamentos CNC: alta velocidade, ultra-alta velocidade, alta aceleração e grandes lotes de produção, muitos movimentos que requerem posicionamento e mudanças frequentes de velocidade e direção.Por exemplo, a linha de produção da indústria automobilística e da indústria de TI, a fabricação de moldes precisos e complexos.

Centro de usinagem de alta velocidade de curso ultralongo e grande escala, processamento 'oco' de liga leve, componentes integrais de paredes finas e alta taxa de remoção de metal na fabricação aeroespacial.Por exemplo, o centro de usinagem 'Hyper Mach' (46m) da CINCI ATI Company nos Estados Unidos;o 'Centro de usinagem de alta velocidade HYPERSONIC 1400L' da Japan MAZAK Company.Em termos de preço, o preço dos motores lineares é muito maior, o que também é a razão para limitar a aplicação mais ampla de motores lineares.

O fato de os dois métodos de direção serem usados ​​simultaneamente no DMG da Alemanha também mostra que eles têm suas vantagens.Há mais espaço para melhorias nos motores lineares.No futuro, a tecnologia dos motores lineares se tornará mais madura, a produção aumentará, o custo diminuirá e a aplicação será mais extensa.No entanto, do ponto de vista da economia de energia e redução do consumo, fabricação verde e as características das duas estruturas em si 'Servo motor rotativo + fuso de esferas' ainda têm seu amplo espaço de mercado.Embora o motor linear se torne o método de acionamento convencional em equipamentos CNC de alta velocidade (velocidade ultra-alta) e high-end, o 'servo motor rotativo + fuso de esferas' continuará a manter sua posição principal em alta faixa média -equipamento CNC de alta velocidade.