La différence entre moteur linéaire et 'vis à billes + servomoteur'

Le moteur linéaire a été inventé par les Britanniques en 1845, mais l'entrefer du moteur linéaire à cette époque était trop grand et le rendement était très faible, il ne pouvait donc pas être appliqué.Après les années 1970, Kollmorgen a également été lancé, mais son développement a été limité en raison de son coût élevé et de sa faible efficacité.Ce n'est que dans les années 1970 que les moteurs linéaires ont été progressivement développés et appliqués dans certains domaines particuliers.Dans les années 1990, les moteurs linéaires ont commencé à être utilisés dans l'industrie de la fabrication de machines.Aujourd'hui, certains fabricants de centres d'usinage technologiquement avancés dans le monde ont commencé à les appliquer à leurs machines-outils à grande vitesse.Par exemple, des entreprises bien connues lancent des centres d'usinage à grande vitesse et de haute précision utilisant des moteurs linéaires.Leapion utilise également un moteur linéaire dans le lancement de la machine de découpe de fibres de haute précision LF-6060Mi.

Ce qui suit se réfère principalement à la comparaison de plusieurs caractéristiques principales de la vis sans fin silencieuse à grande vitesse et du moteur linéaire, en tant que référence pour l'industrie concernée.

1. Vitesse PK :

Les guides linéaires présentent des avantages considérables en termes de vitesse

Moteur linéaire

Vitesse : 300 m/min

Accélération : 10 g

Vis à billes : 120 m/min

Accélération : 1,5 g

Par rapport à la vitesse et à l'accélération, le guide linéaire présente un avantage considérable et la vitesse du moteur linéaire sera encore améliorée une fois le problème de chauffage résolu avec succès, tandis que la vitesse du 'servomoteur rotatif + vis à billes' est limité et il est difficile de renouveler Améliorer davantage.

En réponse dynamique, les moteurs linéaires présentent également des avantages absolus en raison des problèmes d'inertie de mouvement, de jeu et de complexité du mécanisme.

En contrôle de vitesse, en raison de sa réponse rapide et de sa plage de régulation de vitesse plus large, le moteur linéaire peut atteindre la vitesse la plus élevée au moment du démarrage et peut s'arrêter rapidement lorsqu'il fonctionne à grande vitesse.La plage de régulation de vitesse peut atteindre 1:10000.

moteur linéaire

2. Consommation d'énergie PK :

En consommation d'énergie, le moteur linéaire est à peu près le double de celui du 'servomoteur rotatif + vis à billes' en fournissant le même couple.Le 'servomoteur rotatif + vis à billes' est un composant de transmission économe en énergie et augmentant la force, et la fiabilité du moteur linéaire est contrôlée.La stabilité du système a un grand impact sur la zone environnante.Des mesures efficaces d'isolation magnétique et de protection doivent être prises pour bloquer l'impact des champs magnétiques puissants sur le guide de roulement et l'adsorption de la limaille de fer et de la poussière magnétique.

Grâce à l'exemple suivant, il sera facile de comprendre certaines caractéristiques des moteurs linéaires et 'servomoteurs rotatifs + vis à billes':

Centre d'usinage à portique ultra-rapide d'une société japonaise.Les axes X et Y sont entraînés par des moteurs linéaires avec V=120m/min.Pourquoi l'entreprise n'a-t-elle pas appliqué le 'servomoteur rotatif + vis à billes (série HIWIN SUPER S)' bien que la valeur DN de SUPER S ait connu un processus d'accélération de 70 000 à 150 000 à 220 000 pour les vis traditionnelles, en raison de l'existence de pure Le ventre mou de la transmission mécanique, sa vitesse linéaire, son accélération et l'augmentation de la plage de course sont toujours limitées.Si le produit de Φ40×20mm est sélectionné, alors Vmax=110m/min, en raison de la vitesse élevée de Nmax=5500 tr/min, la plage de course est limitée par la critique Évidemment, la restriction de la vitesse de rotation Nc ne peut pas être trop longue.Si un produit avec un grand pas de Φ40 × 40 mm est utilisé, Vmax = 220 m/min, ce qui ne peut évidemment pas répondre à l'occasion d'une précision de positionnement élevée.Il peut atteindre une valeur DN de 220 000, ce qui reflète HIWIN d'un côté.Si nous choisissons un produit Φ40 × 20 (double tête) mm et l'utilisons dans des conditions de n≈4000～5000 tr/min et V=80～100m/min, sa sécurité, sa fiabilité et sa durée de vie sont toutes allerod .Elle peut être supérieure à la valeur attendue.En fait, jusqu'à présent, dans les machines-outils de découpe de métaux CNC à grande vitesse et de haute précision (à l'exception des machines-outils de formage CNC), la vitesse V ≥ 120 m/min utilise toujours les entraînements de la série SUPER S.La meilleure application du 'servomoteur + vis à billes' est l'équipement CNC à grande vitesse de milieu de gamme et certains équipements CNC haut de gamme qui nécessitent V = 40 ~ 100 m/min, une accélération de 0,8 ~ 1,5 (2,0) g et une précision P3 ou supérieur.

vis à billes + servomoteur

3. Précision PC :

En précision, le moteur linéaire réduit le problème de retard d'interpolation dû au mécanisme de transmission simple.La précision de positionnement, la précision de reproduction, la précision absolue et le contrôle de rétroaction grâce à la détection de position seront supérieurs à ceux du 'servomoteur rotatif + vis à billes', et il est facile à réaliser.

La précision de positionnement du moteur linéaire peut atteindre 0,1 µm.

'Servomoteur rotatif + vis à billes' précision de positionnement jusqu'à 2-5µm, nécessite CNC, servomoteur, accouplement sans jeu, palier de butée, système de refroidissement, guide de roulement de haute précision, siège d'écrou, boucle fermée de table La partie transmission de l'ensemble du système doit être léger et d'une grande précision de réseau.

Si vous souhaitez obtenir une stabilité élevée 'servomoteur rotatif + vis à billes', vous devez adopter un entraînement à deux axes.Le moteur linéaire est un composant à échauffement élevé et il est nécessaire de prendre de fortes mesures de refroidissement.Pour atteindre le même objectif, un moteur linéaire doit payer un prix plus élevé.

4. Prix PK :

Bien que les deux méthodes d'entraînement du moteur linéaire et du 'servomoteur rotatif + vis à billes' aient leurs avantages, elles ont aussi leurs faiblesses.Les deux ont leur champ d'application optimal sur les machines-outils à commande numérique.

L'entraînement par moteur linéaire présente des avantages uniques dans les domaines d'équipement CNC suivants : grande vitesse, ultra-haute vitesse, accélération élevée et grands lots de production, nombreux mouvements nécessitant un positionnement et changements fréquents de vitesse et de direction.Par exemple, la chaîne de production de l'industrie automobile et de l'industrie informatique, la fabrication de moules précis et complexes.

Centre d'usinage à grande vitesse à grande échelle et à course ultra-longue, traitement 'évidé' de composants intégrés en alliage léger, à paroi mince et à taux d'enlèvement de métal élevé dans la fabrication aérospatiale.Par exemple, le centre d'usinage 'Hyper Mach' (46m) de la société CINCI ATI aux États-Unis ;le 'Centre d'usinage ultra-rapide HYPERSONIC 1400L' de la société japonaise MAZAK.En termes de prix, le prix des moteurs linéaires est beaucoup plus élevé, ce qui est également la raison pour limiter l'application plus large des moteurs linéaires.

Le fait que les deux méthodes de conduite soient utilisées simultanément dans le DMG allemand montre également qu'elles ont leurs avantages.Il y a plus de place pour l'amélioration des moteurs linéaires.À l'avenir, la technologie des moteurs linéaires deviendra plus mature, la production augmentera, le coût diminuera et l'application sera plus étendue.Cependant, du point de vue de l'économie d'énergie et de la réduction de la consommation, la fabrication verte et les caractéristiques des deux structures elles-mêmes, l'entraînement 'Servomoteur rotatif + vis à billes' a toujours son large marché.Alors que le moteur linéaire deviendra la méthode de conduite courante dans les équipements CNC à grande vitesse (ultra-haute vitesse) et haut de gamme, 'servomoteur rotatif + vis à billes ' continuera à maintenir sa position dominante dans le milieu de gamme haut -équipement CNC à grande vitesse.