Die bemerkenswerten Vorteile von Linearmotoren in der Präzisionsbearbeitung

Titel: Die bemerkenswerten Vorteile von Linearmotoren in der Präzisionsbearbeitung von Jkongmotor

Jkongmotor bietet eine Reihe von Linearmotoren an, darunter Kugelumlaufspindelmotoren, T-Typ-Leitspindeln, Modulschieber, lineare Schubstangen und integrierte Servo-Leitspindeln. Die einfache Struktur, die Eignung für lineare Hochgeschwindigkeitsbewegungen, die hohe Ausnutzung der Primärwicklungen, das Fehlen seitlicher Kanteneffekte, die einfache Behebung von Problemen mit der unidirektionalen magnetischen Traktion, die einfache Einstellung und Steuerung, die starke Anpassungsfähigkeit und die hohe Beschleunigung zeichnen Linearmotoren mit acht Hauptvorteilen aus, insbesondere bei hochpräzisen Bearbeitungsanwendungen.

Die Ultrapräzisionsbearbeitung steht im Vordergrund der Fertigung und spielt in verschiedenen Sektoren, insbesondere in der Verteidigungsindustrie, eine entscheidende Rolle. Komponenten wie die Gyroskope der Trägheitsleitvorrichtungen in Marschflugkörpern, wichtige Radarkomponenten wie Wellenleiter, Präzisionslager auf Satelliteninstrumenten und große integrierte Schaltkreise erfordern alle eine hochpräzise Bearbeitung. In hochpräzisen Werkzeugmaschinen sind hochpräzise Mikrovorschubgeräte für die Online-Kompensation von Bearbeitungsfehlern der Werkzeugmaschine zur Verbesserung der Formgenauigkeit unerlässlich. Hochpräzise Mikrovorschubgeräte sind zu entscheidenden Komponenten in Ultrapräzisionswerkzeugmaschinen für die Bearbeitung bestimmter spezieller nicht rotationssymmetrischer Oberflächen geworden.

Derzeit werden Taiwans HIWIN-Linearmotoren häufig in Präzisions-Mikrovorschubgeräten eingesetzt, die das Prinzip des elektrostriktiven Effekts nutzen. Der Verformungsbetrag des elektrostriktiven Effekts ist direkt proportional zum Quadrat der elektrischen Feldstärke. Es kann eine Verschiebung mit hoher Steifigkeit ohne Spiel erreicht werden; Die Auflösung kann 1,0 bis 2,5 nm erreichen. Bei einem großen Verformungskoeffizienten und einer hohen Frequenz kann die Reaktionszeit 100 μs erreichen. Um den Hub zu erhöhen, werden Motoren typischerweise durch Zusammenkleben mehrerer Kristallstücke hergestellt. Der peristaltische piezoelektrische Keramikmotor besteht aus drei einzeln gesteuerten rohrförmigen piezoelektrischen Keramikgeräten, wobei A und B radial wirken, um sich auszudehnen und zusammenzuziehen, um die Motorwelle zu klemmen und zu lösen, während Gerät C axial wirkt, um eine axiale Verschiebung der Motorwelle zu erzeugen und so eine schrittweise lineare Bewegung zu ermöglichen.

Die große Diamantdrehmaschine DTM-3 und die große optische Diamantdrehmaschine LODTM am US-amerikanischen LLL National Laboratory sowie die große Präzisionswerkzeugmaschine OAGM2500 des britischen Unternehmens Cranfield verfügen alle über elektrostriktive Mikrovorschubgeräte.

Ultraschallmotoren (USM) sind eine neue Art von Direktantriebsmotoren, die weltweit zunehmend Beachtung finden und allgemein als eine Art piezoelektrischer Keramikmotor angesehen werden. Sie nutzen den inversen piezoelektrischen Effekt piezoelektrischer Keramik und wandeln mikroskopische Materialverformungen durch Resonanzverstärkung und Reibungskopplung in makroskopische Bewegungen von Rotoren oder Schiebern um. Wenn piezoelektrische Keramiken einer geeigneten Spannung ausgesetzt werden, können sie unidirektionale Wanderwellen erzeugen. Wenn der Rotor einen entsprechenden Druck auf die Oberfläche des elastischen Körpers ausübt, bewegt er sich unter der Antriebskraft der Partikelreibung. Durch die Richtungsänderung der Wanderwelle bewegt sich der Rotor in die entgegengesetzte Richtung.

Um bei der Ultrapräzisionsbearbeitung eine hohe Formgenauigkeit für nicht sphärische gekrümmte Oberflächen zu erreichen, erfordert das Vorschubantriebssystem von Ultrapräzisionswerkzeugmaschinen eine hohe Auflösung und erreicht einen Bewegungsbetrag von 0,01 μm pro Impuls. Mehrere namhafte internationale Unternehmen verfügen über solche Produkte, allerdings nur für den Export. Derzeit forschen inländische Institutionen wie die National University of Defence Technology, das Harbin Institute of Technology und die Tsinghua University auf diesem Gebiet. Ultraschallmotoren zeichnen sich durch geringe Größe, geringes Gewicht, schnelle Reaktion, keine elektromagnetischen Störungen und ein hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen aus, sodass sie herkömmliche elektromagnetische Motoren in einem Bereich von 10 cm ersetzen können. Schrittgetriebene Ultraschallmotoren mit Feedback-Regelung haben eine Schrittauflösung von etwa 0,01 μm und ersetzen möglicherweise mechanische Reibungsantriebsmethoden. Das von der Universität Tokio in Japan entwickelte lineare USM verfügt über eine hohe Schrittauflösung von 5 nm.

Im Bereich der Bearbeitung unregelmäßiger Querschnitte wird die schnelle und präzise lineare Bewegung von Linearmotoren, die sich durch schnelle Reaktion und hohe Genauigkeit auszeichnet, erfolgreich beim computergesteuerten Präzisionsdrehen und Schleifen von Werkstücken mit unregelmäßigen Formen eingesetzt, wie z. B. Kolben von Automobilmotoren, wellenförmigen Außenlaufbahnen von Lagern, Kolbenringen und Nockenwellen. Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden, die für die Bearbeitung unregelmäßiger innerer und äußerer kreisförmiger Konturen auf Schablonen basieren, bieten Linearmotoren Flexibilität bei Programmänderungen und eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit, was sie ideal für die Verarbeitung einer Vielzahl von Produkten in kleinen Chargen macht.