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机床使用中的多种驱动器概念

更新时间:2016-01-20    点击次数:1012次

我们通常不能仅仅通过观察就获悉机床使用的各种驱动技术细节。原则上讲,如果想完成需要执行的动作,选择主驱动进给驱动或者辅助驱动都有可能。

主驱动器:主驱动器主要采用闭环控制方式,大多会使用同步或异步电机。实际应用包括车机、铣床和磨床以及加工中心所使用的配套电机(kit motor)或主电机(housed motor)。带主电机的传统主轴驱动器是一种广泛使用的主驱动器,多数采用空气冷却。如果考虑到间接或派生成本,这种方式较电机主轴系统的成本会低一些。

另一方面,在主轴中加入齿轮箱可以将角速度和转矩转化到机加工任务中,但是反过来,齿轮箱会产生多余的径向力、带来噪声并增加磨损。

同时,使用配套电机(带有集成主轴)的主驱动器在技术上日臻成熟。由于可以不使用齿轮箱和离合器,这些驱动器能够在不受剪力的情况下进行绕心旋转运动;而由于可以长时期平滑运行且受到的磨损极小,这些驱动器得以脱颖而出,尤其是在进行高性能机加工时。

目前,产生更高力矩需要的成本依然很高,因为这意味着必须在机轴中集成行星齿轮或选择更大功率的电机。为了实现定期检修和维修,将监视传感器集成到主轴上以便获得测量数据将成为一种标准。而利用油、空气或乙二醇进行冷却也依然必不可少。

进给驱动器:进给驱动技术的选择主要集中在机电或液压系统之间。为了进行正确的抉择,有必要仔细考虑两系统所特有的优缺点。在机电式进给驱动器中,装配滚珠丝杠的伺服电机目前处于主导地位,它能够将旋转运动转换为线性运动。在这里,同步主电机成为******,因为它们能够满足进给驱动器较主驱动器对定位、同步操作以及动力学等方面提出的更高要求。

由于进给驱动器系统具有很高的静态刚度,因而适用于多种应用场合,而且也一直被人们视为传统选择。但是它有一个缺点,那就是易磨损。根据安装条件和所需力矩强度的不同,伺服电机可以直接或间接(例如通过同步传动带)连接到主轴。虽然直线电机原理早在19世纪就已经面世,但是该技术直到90年代初才得以进入机床工具应用领域。当时,Rexroth公司装配了******台带有直线电机的串励电机。这种驱动器具有抗磨损、高刚度以及良好动态性能等优点,可以获得令人满意的******品质。这意味着,与带有间接位置检测系统的滚珠丝杠装配相比,这种驱动器在长时间内可以保证系统具有更高精度的无故障操作。

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