機(jī)床使用中的多種驅(qū)動器概念
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我們通常不能僅僅通過觀察就獲悉機(jī)床使用的各種驅(qū)動技術(shù)細(xì)節(jié)。原則上講，如果想完成需要執(zhí)行的動作，選擇主驅(qū)動進(jìn)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，大多會使用同步或異步電機(jī)。實(shí)際應(yīng)用包括車機(jī)、銑床和磨床以及加工中心所使用的配套電機(jī)(kit motor)或主電機(jī)(housed motor)。帶主電機(jī)的傳統(tǒng)主軸驅(qū)動器是一種廣泛使用的主驅(qū)動器，多數(shù)采用空氣冷卻。如果考慮到間接或派生成本，這種方式較電機(jī)主軸系統(tǒng)的成本會低一些。
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(jī)加工任務(wù)中，但是反過來，齒輪箱會產(chǎn)生多余的徑向力、帶來噪聲并增加磨損。
同時，使用配套電機(jī)(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，這些驅(qū)動器能夠在不受剪力的情況下進(jìn)行繞心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；而由于可以長時期平滑運(yùn)行且受到的磨損極小，這些驅(qū)動器得以脫穎而出，尤其是在進(jìn)行高性能機(jī)加工時。
目前，產(chǎn)生更高力矩需要的成本依然很高，因?yàn)檫@意味著必須在機(jī)軸中集成行星齒輪或選擇更大功率的電機(jī)。為了實(shí)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(biāo)準(zhǔn)。而利用油、空氣或乙二醇進(jìn)行冷卻也依然必不可少。
進(jìn)給驅(qū)動器：進(jìn)給驅(qū)動技術(shù)的選擇主要集中在機(jī)電或液壓系統(tǒng)之間。為了進(jìn)行正確的抉擇，有必要仔細(xì)考慮兩系統(tǒng)所特有的優(yōu)缺點(diǎn)。在機(jī)電式進(jìn)給驅(qū)動器中，裝配滾珠絲杠的伺服電機(jī)目前處于主導(dǎo)地位，它能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動。在這里，同步主電機(jī)成為首選，因?yàn)樗鼈兡軌驖M足進(jìn)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。
由于進(jìn)給驅(qū)動器系統(tǒng)具有很高的靜態(tài)剛度，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。但是它有一個缺點(diǎn)，那就是易磨損。根據(jù)安裝條件和所需力矩強(qiáng)度的不同，伺服電機(jī)可以直接或間接(例如通過同步傳動帶)連接到主軸。雖然直線電機(jī)原理早在19世紀(jì)就已經(jīng)面世，但是該技術(shù)直到90年代初才得以進(jìn)入機(jī)床工具應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)時，Rexroth公司裝配了第一臺帶有直線電機(jī)的串勵電機(jī)。這種驅(qū)動器具有抗磨損、高剛度以及良好動態(tài)性能等優(yōu)點(diǎn)，可以獲得令人滿意的卓越品質(zhì)。這意味著，與帶有間接位置檢測系統(tǒng)的滾珠絲杠裝配相比，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(fù)載能力
驅(qū)動器的負(fù)載能力是限制其使用的一個方面。當(dāng)然，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。另一個衡量電機(jī)驅(qū)動器的主要標(biāo)準(zhǔn)，是測量其實(shí)際對機(jī)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(jī)架導(dǎo)軌。直線電機(jī)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，截至目前，這一缺點(diǎn)阻礙了該驅(qū)動技術(shù)在全球范圍內(nèi)取得突破。
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