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蘇州中航長(zhǎng)風(fēng)數(shù)控科技有限公司
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AC直線電動(dòng)機(jī)與精密滾珠絲杠副的對(duì)比
德國(guó)DMG公司以批量生產(chǎn)各類(lèi)高性能數(shù)控裝備著稱(chēng)，在其伺服進(jìn)給系統(tǒng)中采用AC-LM較早，而且采用率也是很高的（均在機(jī)床型號(hào)后標(biāo)注“Linear”），該公司對(duì)AC-LM和PHS-BS的配置有三種類(lèi)型：
- 各坐標(biāo)軸全部配置AC-LM驅(qū)動(dòng)的“快速型”數(shù)控裝備。例如：DMC85V Linear、DMC75V Linear、DMC105V Linear、DMC60H Linear、DMC80H Linear以及DML80-Fine Cutting激光加工機(jī)等。
- 混合驅(qū)動(dòng)型。例如：DMF500 Linear動(dòng)柱式大型立式加工中心，在X軸（行程5m）配置AC-LM，V=100m/min；而在Y、Z軸則采用PHS-BS，V=60m/min。此外，CTV250、CTX300、CTX420、DMC104V、DMF220F、DMF360F等均屬混合驅(qū)動(dòng)型。
- 各坐標(biāo)軸全部配置PHS-BS驅(qū)動(dòng)的“強(qiáng)力型”加工中心。例如：DMC63H高速臥式加工中心，X、Y、Z三軸全部采用PHS-BS驅(qū)動(dòng)（Φ50，Pn=35），V=80m/min，加速度1g，定位精度0.008mm。此外還有DMC80H和DMC100H、DMC125H （duo BLOCK）以及DMC60T等。
| PHS-BS | AC-LM | 說(shuō)明 | |
| 線性伺服進(jìn)給系統(tǒng)主要環(huán)節(jié) | CNC-伺服電機(jī)-無(wú)隙連軸器-止推軸承－PHS/BS-冷卻系統(tǒng)-滾動(dòng)導(dǎo)軌-螺母座-工作臺(tái) | 閉環(huán)CNC-電機(jī)動(dòng)子-強(qiáng)冷系統(tǒng)-滾動(dòng)導(dǎo)軌-位置感測(cè)器－工作臺(tái) | AC-LM稱(chēng)為直接驅(qū)動(dòng)，PHS-BS是非直接驅(qū)動(dòng) |
| 驅(qū)動(dòng)線速度（m/min） | 60～100（120），速度范圍有限 | 60～200（600），速度范圍廣 | 前者當(dāng)n↑，Pn↑；Vmax＝200m/min；后者zui小：1µm/s |
| 加速度（g） | 0.5～1.5（2） | 0.5～10 | 都要求運(yùn)動(dòng)部件輕量化 |
| 定位、重復(fù)定位精度（µm） | 較高（2～5） | 很高。光柵閉環(huán)控制：0.1～0.01 | AC-LM在高速位移狀態(tài)下可達(dá)亞微米級(jí)定位精度，跟蹤誤差小 |
| 運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性（%速度） | 較好，10% | 很好，1% | PHS-BS采用雙頭螺紋、雙絲桿驅(qū)動(dòng)可改善運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性 |
| 行程范圍 | 有限 | 無(wú)限 | PHS-BS一般不超過(guò)5m |
| 控制系統(tǒng) | 較簡(jiǎn)單，技術(shù)較成熟 | 較復(fù)雜，要求高（全閉環(huán)控制） | 負(fù)載變化直接作用于AC-LM，由于端部效應(yīng)、齒槽效應(yīng)等因素，使伺服控制復(fù)雜化，難度加大 |
| 熱特性 | 已有較成熟的技術(shù)抑制溫升與熱變形 | 處于主機(jī)腹部的AC-LM是高發(fā)熱部件，需采取強(qiáng)冷措施 | 達(dá)到相同目的，后者要付出更大的代價(jià) |
| 工作噪音 | 較低 | 靜音 | 前者已開(kāi)發(fā)出高速靜音產(chǎn)品 |
| 軸向推力 | 較大（與絲桿參數(shù)有關(guān)） | 較?。ㄒ话悖?0kN） | 采用多臺(tái)AC-LM并聯(lián)，可提高軸向推力，但布局困難 |
| 產(chǎn)生相同推力所消耗的能量 | 較小 | 較大（功率損耗超過(guò)輸出功率的50%） | PHS-BS屬于節(jié)能、增力型傳動(dòng)部件 |
| 壽命（h），可靠性 | 6000～10000，可靠性較高 | ≈50000，無(wú)機(jī)械磨損，壽命長(zhǎng)，可靠性高 | PHS-BS的可靠性與制造品質(zhì)有關(guān)，AC-LM的可靠性受控制系統(tǒng)穩(wěn)定性影響 |
| 對(duì)周邊的影響 | 沒(méi)有影響 | 必須采取有效隔磁與防護(hù)措施，隔斷強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)滾動(dòng)導(dǎo)軌的影響和對(duì)鐵屑磁塵的吸附 | AC-LM法向磁力與軸向推力之比大約為4:1～5:1 |
| 工作效率 | 高 | 更高，可使主機(jī)生產(chǎn)效率提高20%以上 | |
| 制造成本 | 比普通滾珠絲桿高，比AC-LM低得多 | 成本高，售價(jià)昂貴 | AC-LM在中國(guó)的制造技術(shù)成熟和量產(chǎn)后，成本和售價(jià)可望下降 |
- 高速、超高速、高加速度和生產(chǎn)批量大、要求定位的運(yùn)動(dòng)多、速度大小和方向頻繁變化的場(chǎng)合。例如汽車(chē)產(chǎn)業(yè)和IT產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)線，精密、復(fù)雜模具的制造。
- 大型、超長(zhǎng)行程高速加工中心，航空航天制造業(yè)中輕合金、薄壁、金屬去除率大的整體構(gòu)件“鏤空”加工。例如美國(guó)CINCINNATI公司的“Hyper Mach”加工中心（46m）；日本MAZAK公司的“HYPERSONIC 1400L超高速加工中心（見(jiàn)圖4），x、y軸采用AC-LM，快進(jìn)速度120m/min，能將整體鋁塊鏤空成飛機(jī)零件（Z軸仍用PHS-BS）。
- 要求高動(dòng)態(tài)特性、低速和高速時(shí)的隨動(dòng)性、高靈敏的動(dòng)態(tài)精密定位。例如，以Sodick為代表的新一代高性能CNC電加工機(jī)床、CNC超精密機(jī)床、新一代CPC曲軸磨床、凸輪磨床、CNC非園車(chē)床等。
- 輕載、快速特種CNC裝備。例如德國(guó)DMG的“DML80 Fine Cutting”激光雕刻、打孔機(jī)，比利時(shí)LVD公司的“AXEL3015S”激光切割機(jī)，MAZAK的“Hyper Cear510”高速激光加工機(jī)等。
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