數(shù)控車床主軸電機(jī)的選擇:
一、數(shù)控機(jī)床的主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)有很大的差別。根據(jù)數(shù)控機(jī)床主傳動的工作特點(diǎn),早期的數(shù)控機(jī)床主軸傳動全部采用三相異步電動機(jī)加上多級變速箱的結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)床結(jié)構(gòu)有了很大的改進(jìn),從而對主軸系統(tǒng)提出了新的要求,而且因用途而異。在數(shù)控機(jī)床中,數(shù)控車床占42%,數(shù)控鉆鏜銑床占33%,數(shù)控磨床、沖床占23%,其他只占2%。
數(shù)控機(jī)床使用的主軸驅(qū)動系統(tǒng),可分為直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)和交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)兩大類。下面根據(jù)這兩大類主軸驅(qū)動系統(tǒng)的特點(diǎn)來選擇主軸驅(qū)動系統(tǒng):
1、直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)得特點(diǎn)
在數(shù)控機(jī)床高速,高效,高精度的控制要求,使得FANUC直流主軸驅(qū)動與通常的速度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比有以下特點(diǎn):
(1) 調(diào)速范圍寬, 采用FANUC主軸驅(qū)動的數(shù)控機(jī)床,在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面,小型機(jī)床通常采用電機(jī)與主軸直接或皮帶變速的結(jié)構(gòu)形式、中、大型機(jī)床通常只設(shè)置高,低速兩級簡單的機(jī)械變速機(jī)構(gòu),因此,主軸電動機(jī)的調(diào)速必須全部依賴主軸驅(qū)動器進(jìn)行控制。為保證數(shù)控機(jī)床的加工范圍,使加工工藝相對集中,并達(dá)到理想的切削效果,主軸驅(qū)動器必須實(shí)現(xiàn)無級變速,且具有教寬的調(diào)速范圍。
(2) 在結(jié)構(gòu)上,F(xiàn)ANUC直流主軸電動機(jī)為全封閉的結(jié)構(gòu)形式,可以在有塵埃和切削液飛濺的工業(yè)環(huán)境中使用。
(3) 在冷卻系統(tǒng)上,為了縮小體積,提高效率,F(xiàn)ANUC主軸電動機(jī)采用了特殊法人熱管冷卻系統(tǒng),可以將轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱量迅速的向外界發(fā)散。
(4) 在磁路設(shè)計(jì)上,為了使電機(jī)發(fā)熱最小,F(xiàn)ANUC煮粥電動機(jī)定子采用了獨(dú)特的附加磁極,以減小損耗,提高了效率。
2、交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)
(1) 由于驅(qū)動系統(tǒng)采用了微處理器和現(xiàn)代控制理論進(jìn)行控制,系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),振動和噪音小,并且可以獲得較大的調(diào)速范圍和較高的低速轉(zhuǎn)矩,可以較方便地與數(shù)控機(jī)床相配套。
(2) 較大功率驅(qū)動系統(tǒng)采用了難度較大的“回饋制動”技術(shù),在制動時,既可將電動機(jī)能量反饋回電網(wǎng),起到節(jié)能的效果,又可以加快起、制動速度。
(3) 驅(qū)動器具有D/A轉(zhuǎn)換器、實(shí)際轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩信號輸出、電氣主軸“定向準(zhǔn)停”等功能,可以方便地與各類CNC配套。
(4) 電機(jī)采用無外殼結(jié)構(gòu),定子硅鋼片直接進(jìn)行空氣冷卻,可以在浮塵、切削液飛濺的場合安全、可靠地工作。
(5) 與直流電機(jī)相比,由于交流主軸電機(jī)在結(jié)構(gòu)上無換向器,主軸電機(jī)通常不需要進(jìn)行維修。
(6) 主軸低年級轉(zhuǎn)速的提高不受換向器的限制,最高轉(zhuǎn)速通常比直流主軸低年級更高。
(7) 主軸電機(jī)的冷卻空氣由前端向后流動,可以有效減少電機(jī)發(fā)熱對機(jī)床精度的影響。