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數(shù)控機(jī)床電主軸怎么判斷合適性?

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數(shù)控機(jī)床電主軸怎么判斷合適性?

發(fā)布日期:2019-08-26 作者: 點(diǎn)擊:

數(shù)控機(jī)床電主軸怎么判斷合適性?電主軸廠家電主軸是最近幾年在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)。主軸是一套組件,它包括電主軸本身及其附件:電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤(rùn)滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置等。電主軸廠家這種主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式,使主軸部件從機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立出來(lái),因此可做成“主軸單元”,俗稱“電主軸”,特性為高轉(zhuǎn)速、高精度、低噪音、內(nèi)圈帶鎖口的結(jié)構(gòu)更適合噴霧潤(rùn)滑。

電主軸是在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù),它與直線電機(jī)技術(shù)、高速刀具技術(shù)一起,把高速加工推向一個(gè)新時(shí)代。電主軸是一套組件,它包括電主軸本身及其附件:電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤(rùn)滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置等。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子直接作為機(jī)床的主軸,主軸單元的殼體就是電動(dòng)機(jī)機(jī)座,并且配合其他零部件,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸的一體化。

隨著電氣傳動(dòng)技術(shù)(變頻調(diào)速技術(shù)、電動(dòng)機(jī)矢量控制技術(shù)等)的迅速發(fā)展和日趨完善,高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡(jiǎn)化,基本上取消了帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng),從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零,實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。這種主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式,使主軸部件從機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立出來(lái),因此可做成“主軸單元”,俗稱“電主軸”。由于當(dāng)前電主軸主要采用的是交流高頻電動(dòng)機(jī),故也稱為“高頻主軸”。由于沒(méi)有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),有時(shí)又稱它為“直接傳動(dòng)主軸”。

電主軸結(jié)構(gòu):

電主軸由無(wú)外殼電機(jī)、主軸、軸承、主軸單元?dú)んw、驅(qū)動(dòng)模塊和冷卻裝置等組成。電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用壓配方法與主軸做成一體,主軸則由前后軸承支承。電機(jī)的定子通過(guò)冷卻套安裝于主軸單元的殼體中。主軸的變速由主軸驅(qū)動(dòng)模塊控制,而主軸單元內(nèi)的溫升由冷卻裝置限制。在主軸的后端裝有測(cè)速、測(cè)角位移傳感器,前端的內(nèi)錐孔和端面用于安裝刀具。

電主軸的驅(qū)動(dòng):

電主軸的電動(dòng)機(jī)均采用交流異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī),由于是用在高速加工機(jī)床上,啟動(dòng)時(shí)要從靜止迅速升速至每分鐘數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)乃至數(shù)十萬(wàn)轉(zhuǎn),啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,因而啟動(dòng)電流要超出普通電機(jī)額定電流5~7倍。其驅(qū)動(dòng)方式有變頻器驅(qū)動(dòng)和矢量控制驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)兩種。變頻器的驅(qū)動(dòng)控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng),輸出功率與轉(zhuǎn)矩成正比。機(jī)床最新的變頻器采用先進(jìn)的晶體管技術(shù),可實(shí)現(xiàn)主軸的無(wú)級(jí)變速。機(jī)床矢量控制驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)控制為在低速端為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng),在中、高速端為恒功率驅(qū)動(dòng)。

在數(shù)控機(jī)床中,電主軸通常采用變頻調(diào)速方法。目前主要有普通變頻驅(qū)動(dòng)和控制、矢量控制驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)和控制以及直接轉(zhuǎn)矩控制三種控制方式。

普通變頻為標(biāo)量驅(qū)動(dòng)和控制,其驅(qū)動(dòng)控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng),輸出功率和轉(zhuǎn)速成正比。普通變頻控制的動(dòng)態(tài)性能不夠理想,在低速時(shí)控制性能不佳,輸出功率不夠穩(wěn)定,也不具備C軸功能。但價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一般用于磨床和普通的高速銑床等。

矢量控制技術(shù)模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制,以轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向,用矢量變換的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和控制,具有良好的動(dòng)態(tài)性能。矢量控制驅(qū)動(dòng)器在剛啟動(dòng)時(shí)具有很大的轉(zhuǎn)矩值,加之電主軸本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,慣性很小,故啟動(dòng)加速度大,可以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)后瞬時(shí)達(dá)到允許極限速度。這種驅(qū)動(dòng)器又有開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩種,后者可以實(shí)現(xiàn)位置和速度的反饋,不僅具有更好的動(dòng)態(tài)性能,還可以實(shí)現(xiàn)C軸功能;而前者動(dòng)態(tài)性能稍差,也不具備C軸功能,但價(jià)格較為便宜。

直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制技術(shù)之后發(fā)展起來(lái)的又一種新型的高性能交流調(diào)速技術(shù),其控制思想新穎,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔明了,更適合于高速電主軸的驅(qū)動(dòng),更能滿足高速電主軸高轉(zhuǎn)速、寬調(diào)速范圍、高速瞬間準(zhǔn)停的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性的要求,已成為交流傳動(dòng)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)。

電主軸具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、噪聲低、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),而且轉(zhuǎn)速高、功率大,簡(jiǎn)化機(jī)床設(shè)計(jì),易于實(shí)現(xiàn)主軸定位,是高速主軸單元中的一種理想結(jié)構(gòu)。電主軸軸承采用高速軸承技術(shù),耐磨耐熱,壽命是傳統(tǒng)軸承的幾倍。

數(shù)控機(jī)床主軸傳動(dòng)的方式:

1、帶有變速齒輪的主傳動(dòng),大、中型數(shù)控機(jī)床采用這種變速方式。通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪降速,擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩,以滿足主軸低速時(shí)對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求。

2、通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng),主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的機(jī)床。電動(dòng)機(jī)本身的調(diào)速就能滿足要求,可以避免齒輪傳動(dòng)引起的振動(dòng)與噪音。

3、用兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸,上述兩種方式的混合傳動(dòng),高速時(shí)帶輪直接驅(qū)動(dòng)主軸,低速時(shí)另一個(gè)電機(jī)通過(guò)齒輪減速后驅(qū)動(dòng)主軸。

4、內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu),大大簡(jiǎn)化主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu),有效提高主軸部件的剛度,但主軸輸出轉(zhuǎn)矩小,電動(dòng)機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸影響較大。

電主軸廠家.jpg

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