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AC直线电动机VS精密高速滚珠丝杠副
时间: 2009/10/28 13:01:56  点击: 1361
    类线性驱动元部件中,精密高速滚珠丝杠副(以下简称PHS-BS)和AC直线电动机(以下简称AC-LM)都是大型、精密、高速数控装备的快速伺服进给系统中的核心功能部件。业界对两者之间孰优孰劣一直争论不休,AC-LM是PHS-BS的终结者,还是PHS-BS仍将一统天下,众说纷纭,一时间也能分出个高低上下。下面不妨个列表,将它们一一点评。(见下表)

项目
PHS-BS
AC-LM
说明
线性伺服进给系统主要环节
CNC-伺服电机-联轴器-止推轴承-PHS/BS-冷却系统-滚动导轨-螺母座-工作台
闭环CNC-电机动子-强冷系统-滚动导轨-位置感测器-工作台
AC-LM称为直接驱动,PHS-BS是非直接驱动
加速度(g)
0.5~1.5(2)
0.5~10
都要求运动部件轻量化
行程范围
有限
无限
PHS-BS一般不超过5m
驱动线速度(m/min)
60~100(120),速度范围有限
60~200(600),速度范围广
前者当n↑,Pn↑;Vmax=200m/min;后者最小:1µm/s
运动的平稳性(%速度)
较好,10%
很好,1%
PHS-BS采用双头螺纹、双丝杆驱动可改善运动的平稳性
定位、重复定位精度(µm)
较高(2~5)
很高,光栅闭环控制:0.1~0.01
AC-LM在高速位移状态下可达亚微米级定位精度,跟踪误差小
工作噪音
较低
静音
前者已开发出高速静音产品
轴向推力
较大(与丝杆参数有关)
较小(一般<10kN)
采用多台AC-LM并联,可提高轴向推力,但布局困难
控制系统
较简单,技术较成熟
较复杂,要求高(全闭环控制)
负载变化直接作用于AC-LM,由于端部效应、齿槽效应等因素,使伺服控制复杂化,难度加大
热特性
已有较成熟的技术抑制温升与热变形
处于主机腹部的AC-LM是高发热部件,需采取强冷措施
达到相同目的,后者要付出更大的代价
产生相同推力所消耗的能量
较小
较大(功率损耗超过输出功率的50%)
PHS-BS属于节能、增力型传动部件
寿命(h),可靠性
6000~10000,可靠性较高
≈50000,无机械磨损,寿命长,可靠性高
PHS-BS的可靠性与制造品质有关,AC-LM的可靠性受控制系统稳定性影响
工作效率
更高,可使主机生产效率提高20%以上
 
对周边的影响
没有影响
必须采取有效隔磁与防护措施,隔断强磁场对滚动导轨的影响和对铁屑磁尘的吸附
AC-LM法向磁力与轴向推力之比大约为4:1~5:1
制造成本
较高,但比AC-LM低得多
成本高,售价昂贵
AC-LM在中国的制造技术成熟和量产后,成本和售价可望下降

   (编辑:钜人联轴器)
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