一姓迅、引言

    數(shù)控機床正在向精密崎坊、高速、復合、智能夫偶、環(huán)保的方向發(fā)展。精密和高速加工對傳動及其控制提出了更高的要求蜻拨，更高的動態(tài)特性和控制精度元扔，更高的進給速度和加速度，更低的振動噪聲和更小的磨損往扔。問題的癥結(jié)在傳統(tǒng)的傳動鏈從作為動力源的電動機到工作部件要通過齒輪贩猎、蝸輪副，皮帶萍膛、絲杠副吭服、聯(lián)軸器、離合器等中間傳動環(huán)節(jié)卦羡，在這些環(huán)節(jié)中產(chǎn)生了較大的轉(zhuǎn)動慣量噪馏、彈性變形、反向間隙绿饵、運動滯后欠肾、摩擦、振動拟赊、噪聲及磨損椭吠。雖然在這些方面通過不斷的改進使傳動性能有所提高，但問題很難從根本上解決蹲瘩，于是出現(xiàn)了“直接傳動”的概念炬锦，即取消從電動機到工作部件之間的各種中間環(huán)節(jié)。隨著電機及其驅(qū)動控制技術的發(fā)展架揉，電主軸孝炫、直線電機、力矩電機的出現(xiàn)和技術的日益成熟浦砸，使主軸抽茸、直線和旋轉(zhuǎn)坐標運動的“直接傳動”概念變?yōu)楝F(xiàn)實，并日益顯示其巨大的優(yōu)越性毯旷。直線電機及其驅(qū)動控制技術在機床進給驅(qū)動上的應用碍讼，使機床的傳動結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了重大變化，并使機床性能有了新的飛躍。

    二练代、直線電機進給驅(qū)動的主要優(yōu)點

    進給速度范圍寬廊席。可從1(1)m/s到20m/min以上菠发，目前加工中心的快進速度已達208m/min王滤，而傳統(tǒng)機床快進速度<60m/min，一般為20～30m/min雷酪。
速度特性好淑仆。速度偏差可達(1)0.01%以下。

    加速度大哥力。直線電機最大加速度可達30g蔗怠，目前加工中心的進給加速度已達3.24g，激光加工機的進給加速度已達5g吩跋，而傳統(tǒng)機床進給加速度在1g以下寞射，一般為0.3g。

    定位精度高锌钮。采用光柵閉環(huán)控制桥温，定位精度可達0.1～0.01(1)m。應用前饋控制的直線電機驅(qū)動系統(tǒng)可減少跟蹤誤差200倍以上梁丘。由于運動部件的動態(tài)特性好侵浸，響應靈敏，加上插補控制的精細化到趴，可實現(xiàn)納米級控制林乍。
行程不受限制。傳統(tǒng)的絲杠傳動受絲杠制造工藝限制阁雷，一般4～6m戒腔，更長的行程需要接長絲杠，無論從制造工藝還是在性能上都不理想柒杯。而采用直線電機驅(qū)動掸枉，定子可無限加長，且制造工藝簡單疑拯，已有大型高速加工中心X軸長達40m以上磷妻。

    結(jié)構(gòu)簡單、運動平穩(wěn)矿矿、噪聲小掷雪，運動部件摩擦小、磨損小布筷、使用壽命長、安全可靠。

    三缅糟、直線電機及其驅(qū)動控制技術的進展

    直線電機與普通電機在原理上類似挺智，它只是電機圓柱面的展開，其種類與傳統(tǒng)電機相同窗宦，例如：直流直線電機赦颇，交流永磁同步直線電機，交流感應異步直線電機赴涵，步進直線電機等媒怯。

    作為可控制運動精度的直線伺服電機在上世紀80年代末出現(xiàn)后，隨著材料(如永磁材料)髓窜、功率器件扇苞、控制技術及傳感技術的發(fā)展，直線伺服電機的性能不斷提高寄纵，成本日益下降鳖敷，為其廣泛的應用創(chuàng)造了條件。
近年來程拭，直線電機及其驅(qū)動控制技術的進展表現(xiàn)在以下方面：(1)性能不斷提高(如推力定踱、速度、加速度督羊、分辨率等)耸颁；(2)體積減小，溫升降低塑赁；(3)品種復蓋面廣舞绝，可滿足不同類型機床的要求；(4)成本大幅度下降残神；(5)安裝和防護簡便割懊；(6)可靠性好；(7)包括數(shù)控系統(tǒng)在內(nèi)的配套技術日趨完善新浦；(8)商品化程度高烙赴。

    目前世界上直線伺服電機及其驅(qū)動系統(tǒng)的知名供應商主要有：德國Siemens公司，Indramat公司笋条；日本FANUC斑柬，三菱公司；美國Anorad执执，科爾摩根公司筝野；瑞士ETEL公司等。