Niezwykłe zalety silników liniowych w obróbce precyzyjnej

Tytuł: Niezwykłe zalety silników liniowych w obróbce precyzyjnej firmy Jkongmotor

Jkongmotor oferuje szeroką gamę silników liniowych, w tym silniki ze śrubą kulową, śruby pociągowe typu T, suwaki modułowe, popychacze liniowe i zintegrowane śruby pociągowe serwo. Prostota konstrukcji, przydatność do szybkiego ruchu liniowego, wysokie wykorzystanie uzwojeń pierwotnych, brak efektów krawędzi bocznych, łatwe łagodzenie problemów z jednokierunkową trakcją magnetyczną, łatwość regulacji i sterowania, duże możliwości adaptacji i duże przyspieszenie sprawiają, że silniki liniowe wyróżniają się ośmioma głównymi zaletami, szczególnie w zastosowaniach związanych z obróbką precyzyjną.

Ultraprecyzyjna obróbka skrawaniem zajmuje czołową pozycję w produkcji i odgrywa kluczową rolę w różnych sektorach, szczególnie w przemyśle obronnym. Komponenty, takie jak żyroskopy urządzeń naprowadzających w rakietach manewrujących, kluczowe komponenty radarów, takie jak falowody, precyzyjne łożyska w instrumentach satelitarnych i duże obwody scalone, wszystkie wymagają ultraprecyzyjnej obróbki. W ultraprecyzyjnych obrabiarkach bardzo precyzyjne urządzenia z mikroposuwem są niezbędne do kompensacji online błędów obróbki obrabiarek w celu zwiększenia dokładności kształtu. Wysoce precyzyjne urządzenia do mikroposuwu stały się kluczowymi elementami ultraprecyzyjnych obrabiarek do obróbki niektórych specjalnych, nieosiowosymetrycznych powierzchni.

Obecnie tajwańskie silniki liniowe HIWIN są szeroko stosowane w precyzyjnych urządzeniach z mikroposuwem, wykorzystujących zasadę efektu elektrostrykcyjnego. Wielkość odkształcenia efektu elektrostrykcyjnego jest wprost proporcjonalna do kwadratu natężenia pola elektrycznego. Może osiągnąć przemieszczenie o dużej sztywności bez luzu; rozdzielczość może osiągnąć 1,0 ~ 2,5 nm; przy dużym współczynniku odkształcenia i wysokiej częstotliwości jego czas reakcji może osiągnąć 100 μs. Aby zwiększyć skok, silniki są zwykle wykonane przez połączenie wielu kawałków kryształu razem w celu użycia. Perystaltyczny piezoelektryczny silnik ceramiczny składa się z trzech indywidualnie sterowanych rurowych ceramicznych urządzeń piezoelektrycznych, przy czym A i B działają promieniowo, rozszerzając się i kurcząc w celu zaciskania i zwalniania wału silnika, podczas gdy urządzenie C działa osiowo, powodując osiowe przemieszczenie wału silnika, umożliwiając skokowy ruch liniowy.

W dużej tokarce diamentowej DTM-3 i dużej tokarce diamentowej z optyką LODTM w amerykańskim laboratorium LLL National Laboratory, a także w dużej precyzyjnej obrabiarce OAGM2500 w brytyjskiej firmie Cranfield zastosowano elektrostrykcyjne urządzenia z mikroposuwem.

Silniki ultradźwiękowe (USM) to nowy typ silnika z napędem bezpośrednim, cieszący się coraz większym zainteresowaniem na całym świecie, powszechnie uważany za rodzaj piezoelektrycznego silnika ceramicznego. Wykorzystują odwrotny efekt piezoelektryczny ceramiki piezoelektrycznej, przekształcając mikroskopijne odkształcenia materiału w makroskopowe ruchy wirników lub suwaków poprzez wzmocnienie rezonansowe i sprzężenie cierne. Kiedy ceramika piezoelektryczna zostanie poddana działaniu odpowiedniego napięcia, może generować jednokierunkowe fale przemieszczające się. Kiedy wirnik wywiera odpowiedni nacisk na powierzchnię sprężystego korpusu, będzie się on poruszał pod wpływem siły napędowej tarcia cząstek. Zmieniając kierunek rozchodzącej się fali, wirnik porusza się w przeciwnym kierunku.

W obróbce ultraprecyzyjnej, aby osiągnąć wysoką dokładność kształtu niesferycznych zakrzywionych powierzchni, układ napędu posuwu ultraprecyzyjnych obrabiarek wymaga wysokiej rozdzielczości, osiągającej wielkość ruchu 0,01 μm na impuls. Kilka renomowanych międzynarodowych firm posiada takie produkty, aczkolwiek ich eksport jest ograniczony. Obecnie badania w tym obszarze prowadzą instytucje krajowe, takie jak Narodowy Uniwersytet Technologii Obronnych, Instytut Technologii Harbin i Uniwersytet Tsinghua. Silniki ultradźwiękowe charakteryzują się niewielkimi rozmiarami, lekkością, szybką reakcją, brakiem zakłóceń elektromagnetycznych i wysokim momentem obrotowym przy niskich prędkościach, dzięki czemu mogą zastąpić tradycyjne silniki elektromagnetyczne w zasięgu 10 cm. Silniki ultradźwiękowe napędzane krokowo ze sterowaniem w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego mają rozdzielczość kroku około 0,01 μm, co potencjalnie zastępuje metody mechanicznego napędu ciernego. Liniowy USM opracowany przez Uniwersytet Tokijski w Japonii może pochwalić się wysoką rozdzielczością krokową wynoszącą 5 nm.

W obróbce nieregularnych przekrojów szybki i precyzyjny ruch liniowy silników liniowych, charakteryzujący się szybką reakcją i dużą dokładnością, z powodzeniem znajduje zastosowanie w sterowanym komputerowo precyzyjnym toczeniu i szlifowaniu detali o nieregularnych kształtach, takich jak tłoki silników samochodowych, bieżnie zewnętrzne łożysk falistych, pierścienie tłokowe i wałki rozrządu. W porównaniu do tradycyjnych metod, które opierają się na szablonach do obróbki nieregularnych wewnętrznych i zewnętrznych konturów kołowych, silniki liniowe oferują elastyczność w zakresie modyfikacji programowania i wysoką dokładność obróbki, dzięki czemu idealnie nadają się do przetwarzania różnorodnych produktów w małych partiach.