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2传统直线运动控制系统
传统直线运动控制系统一般由旋转电机、联轴节、丝杠、丝杠轴承、丝杠螺母、运动部件(如工作台、主轴箱、立柱等)等部分组成。
可以看出,改进后的电机是在旋转式电机的基础上,把电机轴做成空心,使用时丝杠穿过电机轴,丝杠螺母固定在电机轴上并随之一起转动,而丝杠两端与机架完全固定。当电机轴转动时,丝杠螺母将在丝杠上平动,并由此带动电机及负载一起运动。
丝杠螺母和电机轴之间的固定有两种方式:一种是直接将电机轴做成丝杠螺母;另一种是将电机轴两端伸出端盖,然后将丝杠螺母固定在伸出的电机轴两端。前者一般做成滑动丝杠螺母副,其突出特点是结构非常紧凑,具有停电自锁特性,适用于小体积设备,如电动执行机构中。后者一般做成滚动丝杠螺母副,其特点是当丝杠长度较长时,系统的转动惯量相对较小,适用于长丝杠运动系统中。
减少了联轴节以及若干轴承,结构大为简化,成本大幅度降低,丝杠穿过电机轴中心,不用调节二者同心,安装方便,结构紧凑;同时,由于系统中丝杠不转动,当丝杠长度较长时,系统转动惯量将大大减小。下面以110BYG五相混合式步进电机、200kg负载、公称直径32mm、导程5mm、长度2000mm的丝杠构成的直线运动控制系统为例对改进前后系统转动惯量作一比较。
改进前系统转动惯量主要包括转子、联轴节、丝杠、轴承的转动惯量和负载平动折合的转动惯量。改进后系统转动惯量主要包括转子、丝杠螺母转动惯量和负载平动折合的转动惯量。
改进后的系统转动惯量为改进前的60%,根据负载加速度
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