直線電機與其它技術的比較

作者:Mosen摩森 日期:19/08/05 17:08 瀏覽:85

實踐已經證明直線電機具有非常好的動態性能和高精確度。不過,出于成本和預算的考慮,很多機器制造商通常希望使用常見的旋轉-直線技術來實現定位功能。本節將詳細介紹這些技術的情況,并從長遠的角度說明采用直線電機所帶來的益處。


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皮帶驅動

皮帶和滑輪是自動化領域最常用的設備。它們不僅能夠提供高速和合理的重復定位功能,而且還可以節省系統部件的成本。但是皮帶驅動系統也存在著固有的局限性。


皮帶驅動

皮帶驅動系統一般包括以下部件:

高抗拉強度的皮帶

滑輪

用于慣量匹配的變速箱

電機和連接裝置

與皮帶相連的載物臺·滾動軸承或滑動元件


這些部件的所有扭轉飽和、背隙和皮帶張力都會影響系統的準確度。通常一個批帶驅動系統的重復操作誤差大約為±0.2mm,而常見直線電機系統的重復操作誤差可以達到土1u。而且對皮帶系統來說,還必須進行張力優化處理,提前裝好軸承。此外,皮帶系統的反饋裝置與電機而非負載相連,這樣就進一步降低了系統的準確度。

另外,所有上述部件都是“彈簧式”,會出現激振效應和建立時間的延遲。因此,雖然皮帶驅動系統可以在高速下操作,卻很難通過調整它們來實現阻尼功能和快速設置。皮帶越長,這個問題就越明顯,因為皮帶伸展的越遠,松弛的可能性就越大。實際上,因為松弛的現象是無法避免的,所以皮帶傳送的長度會受到限制。


最后,皮帶驅動系統可能還需要頻繁的維護。皮帶在工作一段時間后就會失去張力,甚至出現跳齒?;瑒虞S承會損壞。連接裝置可能或滑落或者無法對齊。所有這些問題都會迫使用戶犧牲寶貴的運行時間,以便維護執行器設備。


直線電機因為采用直接驅動操作,所以基本不需要維護。只要軸承能夠保證足夠的潤滑,就不需要針對定位器采取什么維護措施。因為沒有使用任何機械傳動部件,所以直線電機平臺不會遇到扭轉飽和、背隙、皮帶張力或建立時間等方面的問題。它們的響應功能非常出色,可以快速完成建立操作。它們能夠達到或超過皮帶驅動系統的加速度和速度特性,同時定位功能比皮帶驅動系統準確地多。最后,直線電機的行程長度也沒有限制。不管傳送距離有多遠,動態性能都完全保持不變。


絲杠驅動

絲杠驅動定位系統在精度相對較高的定位應用中非常常見。它們是比較經濟的系統,并且可以根據具體的需求提供不同的精度。

絲桿驅動

絲杠驅動系統通常包括以下部件:

精密磨光或軋制的滾珠絲杠或絲杠

球形螺母或滑動螺母

電機

電機塊和連接裝置

載物臺


絲杠通常效率比較低,一般情況下不到50%。雖然它們成本較低,但是螺母會因為摩擦而磨損。此外,因為大多數絲杠都不是精密磨光的,所以可能會影響準確度和重復性。滾珠絲杠的效率將近90%,其產品都是精密磨光或軋制的。不過,這些滾珠絲杠在長時間使用后也會出現磨損,受到扭轉飽和的影響,并且逐漸產生背隙。這些因為會影響系統的精度并增加建立時間。在這兩種情況下,速度都會受到螺距以及螺釘長度的影響。螺釘越長,就越容易在高速下“失速”。所以,它們的速度和加速度性能比直線電機查很多。另外,還有一個問題就是過長的螺釘很難生產加工。


最后,與皮帶驅動系統一樣,絲杠驅動系統必須要進行維護,比如磨損的螺母、脫落的連接裝置以及螺釘都需要更換-這同樣會導致生產中斷,浪費用戶寶貴的時間和金錢。


因為直線電機平臺沒有中間機械傳動部件,所以沒有絲杠驅動系統的那些缺點。另外,它們也不受長度或者與長度相關的動態性能的限制。直線電機的一個缺點是它們本身無法為需要制動的垂直系統提供足夠的功能。通常情況下,可以通過增加氣動、彈簧或者重量平衡裝置來解決這個問題。


比較成本

在大多數情況下,購買直線電機系統的前期成本要比皮帶或者絲杠驅動系統高。不過,在某些情況下,它的成本與皮帶或者絲杠驅動系統差不多,甚至更低。為了實現超高準確度,很多皮帶或者絲杠驅動系統機器制造商都會購買精密磨光的滾珠絲杠,并增加線性編碼器反饋裝置。一般來說,購買這些部件會增加定位器的總成本,使其超過購買直線電機系統的成本。另外,隨著制造方法的改進以及量化生產規模的擴大,直線電機的成本正在不斷下降。假以時日,用戶會發現直線電機具有非常明顯的成本優勢。最后,如果比較總體擁有成本(考慮維護和停運時間),那么直線電機的成本就要少得多。


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