创新时代的典范：直线电机与并联机床

   日前，中国机床工具工业协会相关人士告诉记者：“直驱技术是行业发展的方向，也是国产机床的短板。在这一领域，德国和日本占据上风。” 不过，最近了解到，日本直驱技术的发展也遇到了困难，那就是大功率、大扭矩加工时散热问题无法解决。

  美国英格索尔公司是著名的机床制造商。 克莱斯勒汽车公司购买了六台 HVM600 卧式加工中心来生产先进的汽车发动机缸盖。 机床主轴转速20000r/min，X/Y/Z轴采用GEFANUC直线电机驱动。 这六台加工中心每天可生产 300 个气缸盖，相当于 11 台非线性电机驱动加工中心的生产量。

  国内从1995年开始也开展了直线电机在机床上应用的研究，如广东工业大学研制的直线感应电机驱动的GD-3型高速数控机床进给装置、长行程直线电机驱动机床等。 北京清华大学研制的永磁直线伺服单元机电研究所研制的直线电机驱动加工中心、研制圆柱直线电机驱动并联机构三坐标测量机、平面永磁直线电机驱动磨床 浙江大学开发的直线电机驱动电火花成型机床，国防科技大学开发的活塞非圆切削采用直线电机驱动刀具，开发的机床 由北京航空航天大学、中国南方航空公司及相关单位联合主办。 此外，杭州机床集团、江苏多棱数控机床有限公司、济南紫麦数控有限公司、深圳大族激光科技有限公司、南京四开公司等一些企业也在 开发平面磨床、激光打标机、激光打标机等。切割机、雕铣机、加工中心等采用不同的直线电机技术并取得良好的效果。

  近年来，直线电机在数控机床上的使用在国际上尤为流行。 原因是传统机床的驱动装置依靠丝杠传动。 丝杠传动本身存在一系列不利因素，如：长度限制、机械间隙、摩擦力、扭矩、螺距一周期误差等，而直线电机不仅没有这一缺陷，而且结构简单 ，精度可达到丝杆的10倍甚至100倍，加速度可达到传统机床的20倍以上。

   20世纪70年代初，世界上出现了第一台电动机器人，用于在一些极其单调和危险的工作领域替代人类劳动。 这种机器人采用了串联技术。 其技术优点是工作终端可进行全方位运动，具有足够的动态性能和灵活性，能到达所需的工作区域，但其精度和刚性较差。

  长期以来，机床制造行业的开发人员都梦想着将机器人的灵活性和大工作区域与传统机床的精度和刚性结合起来。 近20年来，人们重点关注并联运动机（PKM）的发展。

  并联机床自问世以来，其研究开发一般还处于研究、试制、试用阶段。 并联机床动态特性及其对加工精度影响的研究尚处于起步阶段。 我们以牺牲工作空间和灵活性为代价，试图获得高刚度、高承载能力和良好的运动特性。 但迄今为止，国内外研制的并联机床尚未达到预期的精度能力。

  中国机床工具工业协会常务副理事长吴伯林告诉记者：“我并不看好并联机床的发展，一位院士和我持同样的观点。他问我，什么加工只能通过平行机床来实现？” 并联机床？”

  但这并不妨碍企业尝试。  2009年9月，威海华东数控有限公司（以下简称“华东数控”）与瑞典EXECHON（以下简称“EXECHON”）签署了《EIM-01制造许可协议》。 华东数控通过制造许可引进Excon全系列并联运动机床技术，公司将制造和销售系列并联运动五轴联动数控机床。  Excon保证采用其技术生产的机床产品能够通过用户工厂的验收。 并联机床已开始进入实质性运营阶段，并呈现出多家企业竞争的格局。

  中国机床工具工业协会名誉理事长梁训轩认为，并联机床可以“巧干而不苦干”。 由于该机床灵活性高，可以对重型、大型工件进行拟人化加工，功能上相当于价值数千万美元的龙门铣床； 其次，其应用范围潜力巨大。