CNC工作機械におけるリニアモータの応用

CNC工作機械は、精密、高速、複合、インテリジェント化、環境保護の方向へ発展しています。精密かつ高速な加工は、駆動装置とその制御に対する要求を高め、動特性と制御精度を高め、送り速度と加速度を高め、振動騒音と摩耗を低減します。問題の核心は、従来の伝動チェーンでは、動力源であるモーターから歯車、ウォームギア、ベルト、ネジ、カップリング、クラッチなどの中間伝動リンクを介して作業部品に伝わるため、これらのリンクで大きな回転慣性、弾性変形、バックラッシュ、運動ヒステリシス、摩擦、振動、騒音、摩耗が発生します。これらの分野では、伝動性能を向上させるための継続的な改善が行われていますが、根本的な解決は困難です。「直結伝動」という概念、つまりモーターから作業部品までのさまざまな中間リンクを排除する概念が登場しました。モーターとその駆動制御技術の発展に伴い、電動スピンドル、リニアモーター、トルクモーターなどの技術は成熟し、スピンドル、直線運動、回転運動の「ダイレクトドライブ」コンセプトが現実のものとなり、その優位性はますます高まっています。リニアモーターとその駆動制御技術は、工作機械の送り駆動に応用され、工作機械の伝動構造に大きな変化をもたらし、機械性能に新たな飛躍をもたらしました。

そのMアインAの利点L内耳M耳F必要Dリバー:

幅広い送り速度：1（1）m / sから20m / min以上にすることができ、現在の加工センターの早送り速度は208m / minに達していますが、従来の工作機械の早送り速度は<60m / min、一般的には20〜30m / minです。

優れた速度特性:速度偏差は(1)0.01%以下に達する。

大きな加速度：リニアモーターの最大加速度は30gに達し、現在のマシニングセンターの送り加速度は3.24gに達し、レーザー加工機の送り加速度は5gに達しています。一方、従来の工作機械の送り加速度は1g以下、一般的には0.3gです。

高い位置決め精度：格子閉ループ制御を採用し、位置決め精度は最大0.1～0.01（1）mmです。リニアモータ駆動システムにフィードフォワード制御を適用することで、トラッキングエラーを200倍以上低減できます。可動部の優れた動特性と高感度応答に加え、補間制御の改良により、ナノレベルの制御を実現します。

移動距離に制限なし：従来のボールねじ駆動は、ねじの製造工程によって制限され、一般的に4～6mです。長いねじを接続するには、それ以上のストロークが必要となり、製造工程と性能の両面で理想的とは言えません。リニアモーター駆動では、ステータを無限に長くすることができ、製造工程も簡素化されます。大型高速加工センターのX軸は、最大40m以上にもなります。

の進捗L内耳M耳とIts DリバーC制御Tテクノロジー:

リニアモーターは原理的には普通のモーターと似ており、モーターの円筒面が拡張されているだけであり、その種類は従来のモーターと同じです。たとえば、DCリニアモーター、AC永久磁石同期リニアモーター、AC誘導非同期リニアモーター、ステッピングリニアモーターなどです。

1980年代後半に動きの精度を制御できるリニアサーボモーターが登場して以来、材料（永久磁石材料など）、動力装置、制御技術、センシング技術の発展に伴い、リニアサーボモーターの性能は向上し続け、コストは低下し、広範囲に応用される条件が整ってきました。

近年、リニアモーターとその駆動制御技術は、次の分野で進歩しています：(1)性能（推力、速度、加速度、分解能など）が継続的に向上しています。(2)体積の縮小、温度の低下。(3)さまざまな種類の工作機械の要件を満たすための幅広いカバレッジ。(4)コストの大幅な低下。(5)設置と保護の容易さ。(6)信頼性の向上。(7)CNCシステムを含むサポート技術の充実度が高まっています。(8)商業化度が高い。

現在、リニアサーボモーターとその駆動システムの世界的大手サプライヤーは、シーメンス、日本ファナック、三菱、アノラッド社（米国）、コルモーゲン社、ETEL社（スイス）などです。