汽車制造、模具加工、飛機制造等領域的不斷成熟和發展，對數控機床生產節拍及產品精度的要求也越來越高，加工的材料也更多的采用復合性材料。與市場需要相符合，數控機床正在向更高的加速度、更精密的方向發展。
要想得到更高的動態特性，更高的控制精度，首先要解決設備傳動中連接環節過多的問題。傳統的傳動鏈從電機到zui終的運動部件，大多需要經過齒輪箱、蝸輪副、絲杠副、聯軸器、皮帶副等諸多中間環節，造成設備結構復雜，累計誤差過大，運動滯后，維護環節過多等缺點。若要從根本上解決上述問題，zui有效的方法就是簡化傳動鏈，直接驅動，即取消中間環節，將電機與zui終運動的部件直接相連。隨著電機與驅動技術的不斷發展，直線電機、力矩電機、電主軸的技術日益成熟。力士樂憑借其在驅動領域*的技術實力及前瞻性，在1993年為機床制造商的批量機床提供了直線電機，并得到用戶的zui終認可。
*，數控機床常用的運動模式分為主軸運動，及直線和旋轉兩種坐標運動，本文就針對Bocsh-Rexroth直線電機的特點，介紹其產品是如何實現上述運動的直接驅動的。 1.直線坐標運動的直驅方案 
如圖所示，在使用直線電機后，大大簡化了傳動鏈的結構，工作臺可以直接安裝到直線電機的動子上，消除了大部分累計誤差，提高了設備的精度，簡化了后期的維護。憑借其高動態的響應特性，直接驅動，高速特性遠遠超過絲桿的技術指標。
博士力士樂IndraDyn L-直線電機，安裝尺寸緊湊，zui大推力可以達到21500N，再加上極小的推力波動性，特別適合于高動態、高精度的數控設備。博士力士樂直線電機被*封裝在不銹鋼/鈦合金制成的金屬機箱內，因而可以直接安裝在加工區域使用，目前應用在直線送料等含有高動態、高精度需求的設備中，工況良好。
2.旋轉坐標運動的直驅方案
如圖所示，在使用力矩電機后，簡化了傳動鏈的結構，旋轉軸的輸出軸可以直接安裝到力矩電機的轉子上，消除了大部分累積誤差，提高了設備的精度，簡化了后期的維護。
博士力士樂的IndraDyn L-內裝力矩電機，采用液體冷卻，zui大力矩可達13800Nm，適用于回轉類工作臺或者加工中心的旋轉軸直接驅動。目前已應用于靜壓轉臺等回轉類設備中，工況良好。
3.主軸運動的直驅方案 
如圖所示，使用高速內裝電機后，簡化了傳動鏈的結構，主軸可以直接安裝到高速內裝電機的轉子上，消除了齒形帶傳動機構的累積誤差，提高了主軸定位精度，簡化了后期的維護。由于采用直接驅動，當用作高速主軸時，避免了皮帶副對高速轉速的鉗制，可以充分發揮電機的高速特性。
博士力士樂的IndraDyn H-高速內裝電機，采用液體冷卻，zui高轉速30000rpm，zui大扭矩達4500Nm，大范圍的恒定輸出功率，適合于數控機床的主軸直接驅動，目前已用于車床、銑床的主軸應用中，工況良好。
總體來看，直驅電機的驅動技術與數控機床制造的結合，大大促進了制造業的發展。因傳動鏈的簡化，電機即可盡可能的靠近執行機構，大大提高了加工精度和加工效率。隨著驅動技術的成熟，加之驅動電機成本的不斷降低，未來常用直驅電機的數控產品會更快的加速產業化進程，在行空行天、汽車制造及精密磨具等制造領域中應用前景廣闊。 |
