隨著國(guó)防、航天、汽車、微電子等高科技產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)制造業(yè)和加工業(yè)提出了更高的要求。

 

    超高速加工和超精密加工將成為未來(lái)機(jī)床工業(yè)發(fā)展的兩大主題。傳統(tǒng)的機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”機(jī)構(gòu)。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括的中間部件多，由于滾珠絲杠自身的大慣性和物理限制，其線速度、加速度和定位精度受到限制，不能滿足超高速高精度加工的要求。因此，直線電機(jī)吸引了人們的注意力。

 

 

    它直接產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)慣性小，系統(tǒng)剛性高，響應(yīng)速度快，能實(shí)現(xiàn)高速精確定位，產(chǎn)生大推力，尤其是運(yùn)動(dòng)速度和加速度比滾珠絲杠高幾倍。工作行程可以無(wú)限長(zhǎng)，維護(hù)量少，使用壽命長(zhǎng)。這些優(yōu)點(diǎn)使其成為現(xiàn)代機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的理想部件。直線電機(jī)在機(jī)床應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題交流直線電機(jī)主要用于機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)，分為同步型和感應(yīng)型。隨著稀土釹鐵硼永磁材料的出現(xiàn)和性價(jià)比的提高，永磁同步直線電機(jī)已經(jīng)成為主流。大多數(shù)應(yīng)用。
 

 

    以這種直線電機(jī)在高速高精度機(jī)床上的應(yīng)用為例，分析了需要克服的關(guān)鍵問(wèn)題。

 

    第一、隔熱散熱問(wèn)題永磁直線電機(jī)運(yùn)行時(shí)，線圈會(huì)因銅損耗和鐵損耗而發(fā)熱，帶來(lái)幾個(gè)負(fù)面影響:(1)線圈絕緣層的舊損壞或損壞使得線圈不方便通過(guò)更多電流，因此不能產(chǎn)生更多推力。(2)溫升會(huì)改變永磁體的工作點(diǎn)。(3)熱量是否傳遞到機(jī)床？？工作臺(tái)或?qū)к壍臒嶙冃螘?huì)影響加工精度。因此，特別是平板大推力直線電機(jī)，必須降低溫度，磁鋼溫度不得超過(guò)70℃，線圈溫度不得超過(guò)130℃。對(duì)于動(dòng)圈和普通動(dòng)圈直線電機(jī)，線圈部分可以冷卻。但是，在超精密要求下，動(dòng)磁直線電機(jī)應(yīng)采用雙層水冷，并配備溫度傳感器監(jiān)控系統(tǒng)。由于它的結(jié)構(gòu)，U型直線電機(jī)，一般不用冷卻措施。

 

 

    第二，磁力隔離和保護(hù)機(jī)器切削液、鐵屑、灰塵等問(wèn)題。會(huì)污染腐蝕電機(jī)，甚至堵塞氣隙，所以電機(jī)必須關(guān)閉。永磁鋼對(duì)鐵磁材料有很強(qiáng)的吸引力。為安全起見(jiàn)，應(yīng)屏蔽磁性，并用不銹鋼蓋密封。直線電機(jī)兩端應(yīng)配備減震裝置和電子限位開(kāi)關(guān)，以防止移動(dòng)器失去控制后發(fā)生碰撞。電纜應(yīng)由牽引鏈保護(hù)，輸出信號(hào)線應(yīng)屏蔽。

 

     第三、直線導(dǎo)軌要求承受載荷，適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)并保證精度，導(dǎo)軌的選擇應(yīng)考慮行程大小、機(jī)械特性、精度和速度承載能力等。通常，應(yīng)使用滾動(dòng)(滾珠或滾柱)線性導(dǎo)軌，以確保安裝過(guò)程中的相互平行。對(duì)于超精密要求的情況，可使用空氣靜壓導(dǎo)軌。

 

 

隨著直線電機(jī)制造技術(shù)的不斷創(chuàng)新、生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及永磁材料和電子產(chǎn)品價(jià)格的下降，直線電機(jī)的成本正以每年20%的速度下降，在機(jī)床領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，這個(gè)應(yīng)用畢竟是新的。無(wú)論是直線電機(jī)本身還是配套的數(shù)控技術(shù)，都有很大的潛力。中國(guó)是一個(gè)制造大國(guó)，發(fā)展高檔數(shù)控設(shè)備還有很長(zhǎng)的路要走。