直线电机取代滚珠丝杠？

摘要：在电脑数控铣床应用中，直线电机正逐步取代滑动推进系统。
   最近CONTROL ENGINEERING China版权所有，有位Control Engineering杂志的读 者提问说：“每当我听到数控铣床系统 中预示着滚珠丝杆即将损坏的声音时， 就会情不自禁想到，难道没有一种更好的方法可 以完成这种线性运动？有没有其他更为适合的技 术呢？”我们就这一问题咨询了Siemens Motion Control Group的John Meyer，而他给出的答案是 直线电机技术。



        Meyer说，虽然现代机械设计在控制技术方面 已经取得了重大突破，但是直线电机并没有参与 其中。事实上，大部分现代机械仍旧沿用着历史 悠久的滑动推进系统。我们已经走过了由直流伺 服电机和滚珠丝杆驱动数控机械的时代。如今， 我们使用的电脑数控精密机械可以读取CAD文 件，还可以用机械自身的按钮编辑机器程序。为 了驱动现代机械上的滑动机构，我们还开发了驱 动滚珠丝杆的交流伺服电动机。也许控制工程网版权所有，我们还将 滑动机构从盒式的升级到了轮轨式的。但是我们 是怎么驱动这些滑动机构的呢？答案仍旧是伺服 电动机和滚珠丝杆。 在各种运动控制中， 采用直线电机能 够实现。
        直线电机究竟为何物？
        我们所熟知的旋转电机含有一个被称为定子 的环形电磁铁。直线电机中也同样存在电磁铁， 只不过它们是被铺开放置，呈平面状的。直线电 机的转子也采用同样的设计，铺开形成平面。初 级电磁铁通电后会吸引次级部分，从而推动电机 前进。输入电流越大，产生的磁场就越强，电机 产生的推力也就越大。
        想象一下游乐园里你最喜欢的木质过山车。 为了把车辆推上第一个“山丘”从而获得“急 坠”，我们必须慢慢行驶到山丘下，在那里通过 电动机、变速箱和链齿的拖动晃晃悠悠地升到山 顶。现在，想象一下乘坐那种用直线电机驱动的 现代过山车的感觉。当你驶离车站时CONTROL ENGINEERING China版权所有，能否感受 到那种突如其来的加速度？直线电机能够产生足 够的推力，使车辆越过第一个山丘，穿过第一个 惊险的回环。推进器一波接一波的推力可以在各 种情况下保持车辆速度控制工程网版权所有，使它穿过回环和弯角， 这些都是过去的设计无法办到的。最后，当列车 到站时，你会感受到直线电机的刹车动作。 木质过山车是如何停站的呢？你还记得车站 里那个负责拉大杠杆的哥们么？
        直线电机构造简单，主要由两部分构 成。初级包含电磁铁，而次级使用永磁体或 者无磁体来驱动运动部分。直线电机的出现意 味着伺服电动机、分解器、转速计、耦合器、滑 轮、正时带、滚珠丝杆、支撑轴承、润滑系统和 冷却系统都已经过时了。那些使用带冷却系统的 空心滚珠丝杆实现热稳定系统也已经过时了。同 时过时的还有那些使用昂贵的扭矩电机和变速箱 的齿轮系统以及那些需要高扭矩液压电机以及配 电单元的链条传动系统。
        直线电机是一项有保障、实用而且经济的产 品。随着产量的增长控制工程网版权所有，它们的经济性将会越发明 显。简而言之，将直线电机作为机械系统控制技 术的时代已经到来了。
转自 http://article.cechina.cn/10/1224/02/20101224022753.htm