I notevoli vantaggi dei motori lineari nella lavorazione meccanica di precisione

Titolo: I notevoli vantaggi dei motori lineari nella lavorazione di precisione di Jkongmotor

Jkongmotor offre una gamma di motori lineari tra cui motori con vite a ricircolo di sfere, viti di comando di tipo T, cursori di moduli, aste di spinta lineari e servoviti di comando integrate. La semplicità della struttura, l'idoneità al movimento lineare ad alta velocità, l'elevato utilizzo degli avvolgimenti primari, l'assenza di effetti dei bordi laterali, la facile mitigazione dei problemi di trazione magnetica unidirezionale, la facilità di regolazione e controllo, la forte adattabilità e l'elevata accelerazione fanno risaltare i motori lineari con otto vantaggi principali, in particolare nelle applicazioni di lavorazione ad alta precisione.

La lavorazione di ultraprecisione è all’avanguardia nel settore manifatturiero, svolgendo un ruolo cruciale in vari settori, in particolare in quello della difesa. Componenti come i giroscopi del dispositivo di guida inerziale nei missili da crociera, componenti chiave del radar come le guide d'onda, cuscinetti di precisione sugli strumenti satellitari e circuiti integrati di grandi dimensioni richiedono tutti una lavorazione di ultraprecisione. Nelle macchine utensili ad altissima precisione, i dispositivi di microavanzamento ad alta precisione sono essenziali per la compensazione online degli errori di lavorazione della macchina utensile per migliorare la precisione della forma. I dispositivi di microavanzamento ad alta precisione sono diventati componenti cruciali nelle macchine utensili ad altissima precisione per la lavorazione di determinate superfici speciali non assialsimmetriche.

Attualmente, i motori lineari HIWIN di Taiwan sono ampiamente utilizzati nei dispositivi di microalimentazione di precisione, utilizzando il principio dell'effetto elettrostrittivo. L'entità della deformazione dell'effetto elettrostrittivo è direttamente proporzionale al quadrato dell'intensità del campo elettrico. Può raggiungere uno spostamento ad elevata rigidità senza gioco; la risoluzione può raggiungere 1,0~2,5 nm; con un grande coefficiente di deformazione e un'alta frequenza, il suo tempo di risposta può raggiungere i 100μs. Per aumentare la corsa, i motori vengono generalmente realizzati unendo insieme più pezzi di cristallo per l'uso. Il motore ceramico piezoelettrico peristaltico è costituito da tre dispositivi piezoelettrici ceramici tubolari controllati individualmente, con A e B che agiscono radialmente per espandersi e contrarsi per bloccare e rilasciare l'albero motore, mentre il dispositivo C agisce assialmente per produrre lo spostamento assiale dell'albero motore, consentendo un movimento lineare a gradini.

Il tornio diamantato di grandi dimensioni DTM-3 e il tornio diamantato ottico di grandi dimensioni LODTM presso il Laboratorio nazionale LLL degli Stati Uniti, nonché la macchina utensile di precisione di grandi dimensioni OAGM2500 presso l'azienda britannica di Cranfield, hanno tutti adottato dispositivi di microalimentazione elettrostrittivi.

I motori a ultrasuoni (USM) sono un nuovo tipo di motore ad azionamento diretto che riceve crescente attenzione a livello globale, generalmente considerato un tipo di motore ceramico piezoelettrico. Utilizzano l'effetto piezoelettrico inverso della ceramica piezoelettrica, convertendo deformazioni microscopiche del materiale in movimenti macroscopici di rotori o cursori attraverso l'amplificazione risonante e l'accoppiamento ad attrito. Quando le ceramiche piezoelettriche sono sottoposte a una tensione adeguata, possono generare onde viaggianti unidirezionali. Quando il rotore applica una pressione adeguata alla superficie del corpo elastico, si muoverà sotto la forza motrice dell'attrito delle particelle. Cambiando la direzione dell'onda che viaggia, il rotore si muove nella direzione opposta.

Nella lavorazione ultraprecisa, per ottenere un'elevata precisione della forma per superfici curve non sferiche, il sistema di azionamento dell'avanzamento delle macchine utensili ultraprecise richiede un'elevata risoluzione, raggiungendo una quantità di movimento di 0,01μm per impulso. Diverse rinomate aziende internazionali possiedono tali prodotti, sebbene limitati all'esportazione. Attualmente, istituzioni nazionali come l’Università Nazionale di Tecnologia della Difesa, l’Istituto di Tecnologia di Harbin e l’Università di Tsinghua stanno conducendo ricerche in questo settore. I motori a ultrasuoni sono caratterizzati da dimensioni ridotte, leggerezza, risposta rapida, assenza di interferenze elettromagnetiche e coppia elevata a basse velocità, che li rendono in grado di sostituire i tradizionali motori elettromagnetici entro un raggio di 10 cm. I motori a ultrasuoni azionati da passo-passo con controllo di feedback ad anello chiuso hanno una risoluzione del passo di circa 0,01 μm, sostituendo potenzialmente i metodi di azionamento ad attrito meccanico. L'USM lineare sviluppato dall'Università di Tokyo in Giappone vanta un'elevata risoluzione a passo di 5 nm.

Nell'ambito della lavorazione di sezioni trasversali irregolari, il movimento lineare rapido e preciso dei motori lineari, caratterizzato da risposta rapida ed elevata precisione, è stato utilizzato con successo nella tornitura e rettifica di precisione controllata da computer di pezzi con forme irregolari come pistoni di motori automobilistici, piste esterne di cuscinetti a forma di onda, fasce elastiche e alberi a camme. Rispetto ai metodi tradizionali che si basano su modelli per la lavorazione di contorni circolari interni ed esterni irregolari, i motori lineari offrono flessibilità nella programmazione delle modifiche e un'elevata precisione di lavorazione, rendendoli ideali per la lavorazione di una varietà di prodotti in piccoli lotti.