śrubami pociągowymi napędzanymi silnikami obrotowymi. W przypadku zastosowania silnika obrotowego zestaw napędowy składa się z kilku elementów, do których oprócz silnika można wyróżnić przekładnię, toczną śrubę pociągową, nakrętkę, które wprowadzają do układu dodatkową bezwładność, luzy oraz tarcie. W drugim przypadki zestaw napędowy składa się jedynie z silnika liniowego składającego się z części pierwotnej, odpowiadającej stojanowi, oraz części wtórnej, odpowiadającej wirnikowi. W tym przypadku silniki są zintegrowane z mechanizmami prowadnicowymi, przez co zminimalizowano do minimum łańcuch kinematyczny. Dzięki zastosowaniu napędu bezpośredniego uzyskujemy zmniejszenie masowego momentu bezwładności, co przekłada się na polepszenie własności dynamicznych. Dodatkowo ułatwia regulację, ponieważ ruch posuwowy nie jest przekształcany z ruchu obrotowego przez dodatkowe elementy pośrednie. Można uzyskać znacznie większą prędkość, jak również znacznie większe przyspieszenia, które umożliwiają realizację ruchu interpolowanego z dużymi prędkościami. Silnik liniowy posiada również wady, do których można zaliczyć niską sprawność wynikającą z dużymi stratami, wydzielaniem się znacznej ilości ciepła, wytwarzaniem silnego pola elektromagnetycznego oraz wynikającą z braku przekładni ograniczoną siłą posuwu, co powoduje, że w przypadku obróbek z dużymi siłami nie można zrezygnować z napędu mechanizmem śrubowo-tocznym. Porównanie charakterystyki napędu posuwu śrubą toczną i silnikiem liniowym przedstawia tabela 1.
Tabela 1. Porównanie charakterystyki napędu posuwu śrubą toczną i silnikiem liniowym [3]
Charakterystyka napędu |
Rodzaj napędu | |
Śruba toczna |
Silnik liniowy | |
Maksymalna prędkość posuwu |
0,5 m/s |
2,0 - 4,0 m/s |
Maksymalne przyspieszenie osiowe |
5-10 m/s2 |
20 - 100 m/s"1 |
Sztywność statyczna |
90- 180N/pm |
70 - 270 N/pm |
Sztywność dynamiczna |
90 - 180 N/pm |
160 - 210 N/pm |
Maksymalna siła |
26700 N |
9000 N |
Niezawodność |
6000 - 10000 h |
50000 h |
Zastosowanie i dynamiczny rozwój elektrycznych napędów liniowych wynika z dużego potencjału silników liniowych oraz z ciągłego wzrostu wymagań stawianych napędom posuwu obrabiarek sterowanych numerycznie. Wprowadzenie do napędów posuwowych obrabiarek silnika liniowego doprowadziło do [2]: