我們通常不能僅僅通過觀察就獲悉機床使用的各種驅(qū)動技術(shù)細節(jié)友移。原則上講果孝,如果想完成需要執(zhí)行的動作秕射,選擇主驅(qū)動挑蚕、進給驅(qū)動或者輔助驅(qū)動都有可能。
主驅(qū)動器:主驅(qū)動器主要采用閉環(huán)控制方式瞎角,大多會使用同步或異步電機撵晨。實際應(yīng)用包括車機、銑床和磨床以及加工中心所使用的配套電機(kit motor)或主電機(housed motor)覆靖。帶主電機的傳統(tǒng)主軸驅(qū)動器是一種廣泛使用的主驅(qū)動器攒筛,多數(shù)采用空氣冷卻。如果考慮到間接或派生成本午禽,這種方式較電機主軸系統(tǒng)的成本會低一些鸳辈。
另一方面,在主軸中加入齒輪箱可以將角速度和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化到機加工任務(wù)中绿锋,但是反過來崩旱,齒輪箱會產(chǎn)生多余的徑向力、帶來噪聲并增加磨損澄港。
同時椒涯,使用配套電機(帶有集成主軸)的主驅(qū)動器在技術(shù)上日臻成熟。由于可以不使用齒輪箱和離合器回梧,這些驅(qū)動器能夠在不受剪力的情況下進行繞心旋轉(zhuǎn)運動废岂;而由于可以長時期平滑運行且受到的磨損極小,這些驅(qū)動器得以脫穎而出狱意,尤其是在進行高性能機加工時湖苞。
目前,產(chǎn)生更高力矩需要的成本依然很高详囤,因為這意味著必須在機軸中集成行星齒輪或選擇更大功率的電機财骨。為了實現(xiàn)定期檢修和維修,將監(jiān)視傳感器集成到主軸上以便獲得測量數(shù)據(jù)將成為一種標準纬纪。而利用油蚓再、空氣或乙二醇進行冷卻也依然必不可少滑肉。
進給驅(qū)動器:進給驅(qū)動技術(shù)的選擇主要集中在機電或液壓系統(tǒng)之間包各。為了進行正確的抉擇,有必要仔細考慮兩系統(tǒng)所特有的優(yōu)缺點靶庙。在機電式進給驅(qū)動器中问畅,裝配滾珠絲杠的伺服電機目前處于主導(dǎo)地位,它能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為線性運動汁眶。在這里款萎,同步主電機成為首選,因為它們能夠滿足進給驅(qū)動器較主驅(qū)動器對定位、同步操作以及動力學(xué)等方面提出的更高要求饭里。
由于進給驅(qū)動器系統(tǒng)具有很高的靜態(tài)剛度辞垦,因而適用于多種應(yīng)用場合,而且也一直被人們視為傳統(tǒng)選擇健乾。但是它有一個缺點怎棋,那就是易磨損。根據(jù)安裝條件和所需力矩強度的不同煌害,伺服電機可以直接或間接(例如通過同步傳動帶)連接到主軸象人。雖然直線電機原理早在19世紀就已經(jīng)面世,但是該技術(shù)直到90年代初才得以進入機床工具應(yīng)用領(lǐng)域芦惧。當(dāng)時蜀谤,Rexroth公司裝配了第一臺帶有直線電機的串勵電機。這種驅(qū)動器具有抗磨損耙替、高剛度以及良好動態(tài)性能等優(yōu)點亚侠,可以獲得令人滿意的卓越品質(zhì)。這意味著俗扇,與帶有間接位置檢測系統(tǒng)的滾珠絲杠裝配相比盖奈,這種驅(qū)動器在長時間內(nèi)可以保證系統(tǒng)具有更高精度的無故障操作。
負載能力
驅(qū)動器的負載能力是限制其使用的一個方面狐援。當(dāng)然钢坦,這并不意味著面對較大阻力時,就不能使用滾珠絲杠裝配和液壓驅(qū)動解決方案啥酱。另一個衡量電機驅(qū)動器的主要標準爹凹,是測量其實際對機床部件的支持能力,例如帶有最大允許滑動速度的切屑罩(swarf cover)和具有阻尼行為的機架導(dǎo)軌镶殷。直線電機驅(qū)動器帶來的好處由于相關(guān)投資成本的增加而大打折扣禾酱,截至目前,這一缺點阻礙了該驅(qū)動技術(shù)在全球范圍內(nèi)取得突破绘趋。
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F1:機械加工的硬件部分必須具有長壽命 |
在這種情況下颤陶,對液壓進給驅(qū)動器的需求大增。當(dāng)然静冯,產(chǎn)生這種結(jié)果的原因還與受限的安裝空間肿功、對高動態(tài)性能的需求以及產(chǎn)生大進給力等密切相關(guān)。當(dāng)然狱鼎,液壓進給驅(qū)動器的安裝精度需要達到微米級卸矾。
實際應(yīng)用反復(fù)證明,液壓直線驅(qū)動器有很長的工作壽命篷浅,而且往往比裝配有滾珠絲杠的驅(qū)動器更加耐用填庄。無需根據(jù)特殊性能(例如力矩和旋轉(zhuǎn)速度)分別安裝進給驅(qū)動器婿孟,液壓軸可以根據(jù)需求從液壓流儲壓器(hydraulic fluid accumulator)中汲取能量,這意味著輸入功率最多可減少80%题琅。
輔助驅(qū)動器:談到輔助驅(qū)動器孟盅,現(xiàn)在有各式各樣的解決方案。在機床的一系列輔助驅(qū)動功能中歉活,既沒有哪種方案形成了明顯的發(fā)展趨勢浴魏,也沒有那一種經(jīng)過反復(fù)考驗?zāi)軌蛎摲f而出。選擇何種解決方案完全取決于實際驅(qū)動情況的需求蚯唱。因而文宜,對于一個功能順序確定的機床組,將多種類型的驅(qū)動技術(shù)