Sự khác biệt giữa động cơ tuyến tính và 'vít bi + động cơ servo'

Động cơ tuyến tính được người Anh phát minh vào năm 1845, nhưng khe hở không khí của động cơ tuyến tính thời đó quá lớn và hiệu suất rất thấp nên không thể áp dụng được.Sau những năm 1970, Kollmorgen cũng được ra mắt nhưng sự phát triển của nó bị hạn chế do chi phí cao và hiệu quả thấp.Phải đến những năm 1970, động cơ tuyến tính mới dần được phát triển và ứng dụng trong một số lĩnh vực đặc biệt.Vào những năm 1990, động cơ tuyến tính bắt đầu được sử dụng trong ngành sản xuất máy móc.Hiện nay một số nhà sản xuất trung tâm gia công có công nghệ tiên tiến trên thế giới đã bắt đầu áp dụng chúng vào các máy công cụ tốc độ cao của mình.Ví dụ, các công ty nổi tiếng đang tung ra các trung tâm gia công tốc độ cao và độ chính xác cao sử dụng động cơ tuyến tính.Leapion cũng sử dụng động cơ tuyến tính trong máy cắt sợi có độ chính xác cao LF-6060Mi ra mắt.

Phần sau đây chủ yếu đề cập đến việc so sánh một số đặc điểm chính của vít me im lặng tốc độ cao và động cơ tuyến tính, làm tài liệu tham khảo cho ngành công nghiệp liên quan.

1. PK tốc độ:

Hướng dẫn tuyến tính có lợi thế đáng kể về tốc độ

Động cơ tuyến tính

Tốc độ: 300 m/phút

Gia tốc: 10g

Vít bi: 120 m/phút

Gia tốc: 1,5g

So với tốc độ và gia tốc, dẫn hướng tuyến tính có lợi thế đáng kể và tốc độ của động cơ tuyến tính sẽ được cải thiện hơn nữa sau khi giải quyết thành công vấn đề gia nhiệt, trong khi tốc độ của 'động cơ servo quay + vít bi' là còn hạn chế và khó gia hạn. Cải thiện nhiều hơn.

Trong đáp ứng động, động cơ tuyến tính còn có ưu điểm tuyệt đối do các vấn đề về quán tính chuyển động, khe hở và độ phức tạp của cơ chế.

Trong điều khiển tốc độ, do phản ứng nhanh và phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng hơn nên động cơ tuyến tính có thể đạt tốc độ cao nhất tại thời điểm khởi động và có thể dừng nhanh khi chạy ở tốc độ cao.Phạm vi điều chỉnh tốc độ có thể đạt tới 1: 10000.

động cơ tuyến tính

2. PK tiêu thụ năng lượng:

Về mức tiêu thụ năng lượng, động cơ tuyến tính gần gấp đôi so với 'động cơ servo quay + vít bi' khi cung cấp cùng một mô-men xoắn.'Động cơ servo quay + vít bi' là bộ phận truyền động tiết kiệm năng lượng và tăng lực, đồng thời kiểm soát độ tin cậy của động cơ tuyến tính.Sự ổn định của hệ thống có tác động lớn đến khu vực xung quanh.Phải thực hiện các biện pháp cách ly và bảo vệ từ tính hiệu quả để ngăn chặn tác động của từ trường mạnh lên thanh dẫn hướng lăn và sự hấp phụ của mạt sắt và bụi từ tính.

Qua ví dụ sau sẽ dễ hiểu một số đặc điểm của động cơ tuyến tính và 'động cơ servo quay + vít bi':

Trung tâm gia công giàn tốc độ cực cao của một công ty Nhật Bản.Trục X và Y được dẫn động bởi động cơ tuyến tính có V=120m/phút.Tại sao công ty không áp dụng 'động cơ servo quay + vít bi (dòng HIWIN SUPER S)' mặc dù giá trị DN của SUPER S đã trải qua quá trình tăng tốc từ 70.000 lên 150.000 lên 220.000 đối với vít truyền thống, do sự tồn tại của phần dưới mềm của hộp số cơ học thuần túy, tốc độ tuyến tính, khả năng tăng tốc và phạm vi hành trình tăng của nó luôn bị hạn chế.Nếu chọn tích Φ40×20mm thì Vmax=110m/min, do tốc độ cao Nmax=5500 vòng/phút nên phạm vi hành trình bị giới hạn bởi tới hạn Rõ ràng, giới hạn tốc độ quay Nc không thể quá dài.Nếu sử dụng sản phẩm có dây dẫn lớn Φ40×40mm, Vmax=220m/min, điều này rõ ràng không thể đáp ứng được nhu cầu có độ chính xác định vị cao.Nó có thể đạt giá trị DN là 220.000, phản ánh HIWIN từ một phía.Nếu chúng ta chọn sản phẩm Φ40×20 (hai đầu) mm và sử dụng nó trong điều kiện n≈4000～5000 vòng/phút và V=80～100m/phút thì độ an toàn, độ tin cậy và tuổi thọ làm việc của nó đều tốt.Nó có thể cao hơn giá trị mong đợi.Trên thực tế, cho đến nay, trong các máy công cụ máy cắt kim loại CNC tốc độ cao và độ chính xác cao (trừ máy công cụ tạo hình CNC), tốc độ V ≥ 120m/phút vẫn sử dụng bộ truyền động dòng SUPER S.Ứng dụng tốt nhất của 'động cơ servo + vít bi' là thiết bị CNC tốc độ cao tầm trung và một số thiết bị CNC cao cấp yêu cầu V=40~100m/phút, gia tốc 0,8 ~ 1,5(2,0)g và độ chính xác P3 hoặc cao hơn.

vít bi + động cơ servo

3. PK chính xác:

Về độ chính xác, động cơ tuyến tính làm giảm vấn đề độ trễ nội suy do cơ chế truyền động đơn giản.Độ chính xác định vị, độ chính xác tái tạo, độ chính xác tuyệt đối và kiểm soát phản hồi thông qua phát hiện vị trí sẽ cao hơn so với 'động cơ servo quay + vít bi' và rất dễ đạt được.

Độ chính xác định vị động cơ tuyến tính có thể đạt tới 0,1µm.

'Mô tơ servo quay + vít bi' độ chính xác định vị lên tới 2-5µm, yêu cầu CNC, mô tơ servo, khớp nối không phản ứng ngược, ổ đỡ lực đẩy, hệ thống làm mát, dẫn hướng lăn có độ chính xác cao, ghế đai ốc, vòng kín bàn Bộ phận truyền động của toàn bộ hệ thống phải nhẹ và độ chính xác cách tử cao.

Nếu muốn đạt được độ ổn định cao 'động cơ servo quay + vít bi', bạn cần sử dụng bộ truyền động trục kép.Động cơ tuyến tính là bộ phận có nhiệt độ cao nên cần phải thực hiện các biện pháp làm mát mạnh.Để đạt được mục đích tương tự, động cơ tuyến tính phải trả giá cao hơn.

4. Giá PK:

Mặc dù hai phương pháp truyền động của động cơ tuyến tính và 'động cơ servo quay + vít bi' đều có những ưu điểm nhưng chúng cũng có những điểm yếu.Cả hai đều có phạm vi ứng dụng tối ưu trên máy công cụ CNC.

Truyền động động cơ tuyến tính có những ưu điểm riêng trong các lĩnh vực thiết bị CNC sau: tốc độ cao, tốc độ cực cao, khả năng tăng tốc cao và lô sản xuất lớn, nhiều chuyển động cần định vị và thay đổi thường xuyên về tốc độ và hướng.Ví dụ, dây chuyền sản xuất của ngành công nghiệp ô tô và công nghiệp CNTT, sản xuất khuôn mẫu chính xác và phức tạp.

Trung tâm gia công tốc độ cao hành trình siêu dài, quy mô lớn, xử lý 'rỗng' các thành phần hợp kim nhẹ, thành mỏng và tốc độ loại bỏ kim loại cao trong sản xuất hàng không vũ trụ.Ví dụ: Trung tâm gia công 'Hyper Mach' (46m) của Công ty CINCI ATI tại Hoa Kỳ;'Trung tâm gia công siêu tốc HYPERSONIC 1400L' của Công ty MAZAK Nhật Bản.Về mặt giá cả, giá của động cơ tuyến tính cao hơn rất nhiều, đó cũng là nguyên nhân hạn chế việc ứng dụng rộng rãi hơn động cơ tuyến tính.

Việc hai phương pháp lái xe này được sử dụng đồng thời ở DMG của Đức cũng cho thấy chúng đều có những ưu điểm riêng.Có nhiều chỗ hơn để cải tiến động cơ tuyến tính.Trong tương lai, công nghệ động cơ tuyến tính sẽ trưởng thành hơn, sản lượng tăng, giá thành giảm và ứng dụng sẽ rộng rãi hơn.Tuy nhiên, từ góc độ tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu thụ, sản xuất xanh và đặc điểm của bản thân hai cấu trúc dẫn động 'Động cơ servo quay + vít bi' vẫn có không gian thị trường rộng lớn.Trong khi động cơ tuyến tính sẽ trở thành phương pháp truyền động chủ đạo trong thiết bị CNC tốc độ cao (tốc độ cực cao) và cao cấp, 'động cơ servo quay + vít bi' sẽ tiếp tục duy trì vị trí chủ đạo ở phân khúc cao cấp tầm trung. -Thiết bị CNC tốc độ.