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Différence entre moteur linéaire et "vis à billes + servomoteur"

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Q&R

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Le moteur linéaire a été inventé par les Britanniques en 1845, mais l'entrefer du moteur linéaire de l'époque était trop grand et le rendement très faible, de sorte qu'il n'a pas pu être appliqué. Après les années 1970, le Kollmorgen a également été lancé, mais son développement a été limité en raison de son coût élevé et de son faible rendement. Ce n'est que dans les années 1970 que les moteurs linéaires ont été progressivement développés et appliqués dans certains domaines spécifiques. 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.

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 :
Moteur linéaire - Vitesse : 300 m/min et accélération : 10g

Vis à billes - 120 m/min et Accélération : 1.5g

Par rapport à la vitesse et à l'accélération, le guide linéaire a un avantage considérable, et la vitesse du moteur linéaire sera encore améliorée après que le problème de chauffage aura été résolu avec succès, tandis que la vitesse du "servomoteur rotatif + vis à billes" est limitée et il est difficile de l'améliorer davantage.

En ce qui concerne la réponse dynamique, les moteurs linéaires présentent également des avantages absolus en raison des problèmes d'inertie du mouvement, de jeu et de complexité du mécanisme. En ce qui concerne le contrôle de la vitesse, grâce à sa réponse rapide et à 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 la vitesse peut atteindre 1:10000.

2. Consommation d'énergie PK :
En termes de consommation d'énergie, le moteur linéaire est environ deux fois plus performant que le "servomoteur rotatif + vis à billes" lorsqu'il fournit le même couple. Le "servomoteur rotatif + vis à billes" est un composant de transmission qui permet d'économiser de l'énergie et d'augmenter la force, et la fiabilité du moteur linéaire est contrôlée. La stabilité du système a un impact important sur la zone environnante. Des mesures efficaces d'isolation et de protection magnétiques doivent être prises pour empêcher l'impact de champs magnétiques puissants sur le guide de roulement et l'adsorption de limaille de fer et de poussière magnétique.

3. Précision PK :
En matière de précision, le moteur linéaire réduit le problème du décalage d'interpolation grâce à la simplicité du mécanisme de transmission. La précision de positionnement, la précision de reproduction, la précision absolue et le contrôle en retour par détection de position seront plus élevés que ceux du "servomoteur rotatif + vis à billes", et ils sont faciles à atteindre. La précision de positionnement du moteur linéaire peut atteindre 0,1µm.

la précision de positionnement du "servomoteur rotatif + vis à billes" peut atteindre 2 à 5 µm, ce qui nécessite une CNC, un servomoteur, un accouplement sans jeu, un palier de butée, un système de refroidissement, un guide de roulement de haute précision, un siège d'écrou, une table en boucle fermée. Si l'on veut obtenir une grande stabilité "servomoteur rotatif + vis à billes", il faut adopter un entraînement à deux axes. Le moteur linéaire est un composant à haute température, et il est nécessaire de prendre des mesures de refroidissement strictes. Pour atteindre le même objectif, un moteur linéaire doit payer un prix plus élevé.

4. Prix PK :
Bien que les deux méthodes d'entraînement que sont le moteur linéaire et le "servomoteur rotatif + vis à billes" aient leurs avantages, elles ont aussi leurs faiblesses. Toutes 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 suivants de l'équipement CNC : vitesse élevée, ultra-rapide, accélération élevée, lots de production importants, 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 échelle et à course ultra-longue, traitement "hollow-out" des alliages légers, des parois minces et des composants intégraux à taux d'enlèvement de métal élevé dans la fabrication aérospatiale. En termes de prix, le prix des moteurs linéaires est beaucoup plus élevé, ce qui limite également l'application 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. Toutefois, du point de vue des économies d'énergie et de la réduction de la consommation, de la fabrication écologique et des caractéristiques des deux structures elles-mêmes, l'entraînement "servomoteur rotatif + vis à billes" dispose encore d'un large espace de marché. Alors que le moteur linéaire deviendra la méthode d'entraînement la plus courante pour les équipements CNC à grande vitesse (ultra-haute vitesse) et haut de gamme, le "servomoteur rotatif + vis à billes" conservera sa position dominante dans les équipements CNC à grande vitesse de milieu de gamme.