FANUC伺服电动机产品概述

1.产品简介

电动机是驱动系统的执行部件，由于不同生产厂家的驱动器与电动机参数存在很大的差异，目前几乎所有CNC系统的驱动器与电动机都需要配套使用。为了满足机床对高速、高精度的加工要求，驱动电动机同样必须做到高速、高精度。

目前，用于伺服驱动的电动机有传统数控机床用的交流永磁同步电动机（Permanent-Magnet Synchronous Motor-PMSM，简称伺服电动机）和现代高速、高精度加工数控机床用的转台直接驱动电动机（Synchronous Built-in Servo Motor，又称同步内装式伺服电动机）、直线电动机（Linear Motor）等产品。

传统的伺服电动机具有结构简单、使用方便，制造成本低等一系列优点，它仍然是目前绝大多数数控机床最为常用的驱动电动机。但是，由于伺服电动机需要通过滚珠丝杆螺母副，将电动机的旋转运动转换为机床的直线轴运动；或者通过蜗轮蜗杆副进行转矩放大，驱动回转运动轴。这种形式的驱动系统由于存在机械传动装置，其体积、惯量均较大，快速性收到制约；而且，机械传动装置的加工精度、传动间隙等将直接影响机床的定位精度，因此，很难满足现代数控机床的高速、高精度加工要求，为此，出现了直线电动机、转台直接驱动电动机等新颖的高速、高精度驱动电动机。

直线电动机、转台直接驱动电动机的出现，使得数控机床的结构出现了革命性的变化，它可以省略传统的滚珠丝杆螺母副、蜗轮蜗杆副等机械传动部件，实现了所谓的“零”传动，因此，成为了衡量高速、高精度数控机床性能的重要标志，其使用日益普及。但是，这样的驱动电动机也带来了电动机防护、磁干扰、散热等一系列问题，目前的制造成本也较高，因此，多用于高速、高精度加工的数控机床。

FANUC公司目前可提供的伺服驱动电动机产品主要有αi系列伺服电动机、βi系列伺服电动机、Li系列直线电动机、Di系列转台直接驱动电动机4类产品。αi、βi系列伺服电动机是传统的伺服产品，其使用量最大，本书将进行深入、系统的介绍。Li系列直线电动机、Di系列转台直接驱动电动机简介如下。

2.直线电动机

Li系列直线电动机可用于直线轴的直接驱动，其驱动系统结构如图2.4-1所示，系统需要配套αi系列驱动器和磁极检测器、光栅尺等位置检测装置。

FANUC-Li系列直线电动机目前的主要技术如下。

最大推力：300～17000N；

最高速度：240m/min（4m/s）；

最大加速度：单独电动机30g（300m/s²）。

Li系列直线电动机可以配套检测精度为0.01_μm的光栅尺，因此，理论上达到很高的速度和精度。(www.xing528.com)

图2.4-1 直线电动机驱动系统

3.转台直接驱动电动机

Di系列转台直接驱动电动机在FANUC样本上称同步内装伺服电动机，它可用于回转轴的直接驱动，其驱动系统结构如图2.4-2所示，系统需要配套αi系列驱动器和CZ系列磁栅编码器等位置检测装置。

FANUC-Di系列转台直接驱动电动机目前的主要技术如下。

连续输出转矩：16～4500N·m；

最高转速：50～1000r/min；

最大角加速度：单独电动机100000°/s²（1750rad/s²）；

内径：ϕ40～ϕ590mm。

Di系列转台直接驱动电动机可配套1024周期/转的磁栅编码器，输出的正余弦信号通过1024细分，其检测精度可达2²⁰、1.2角秒，同样可达到很高的速度和精度。

图2.4-2 回转轴直接驱动系统