數(shù)控車床主軸電機的選擇:
一、數(shù)控機床的主軸系統(tǒng)和進給系統(tǒng)有很大的差別。根據(jù)數(shù)控機床主傳動的工作特點,早期的數(shù)控機床主軸傳動全部采用三相異步電動機加上多級變速箱的結構。隨著技術的不斷發(fā)展,機床結構有了很大的改進,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)控機床使用的主軸驅動系統(tǒng),可分為直流主軸驅動系統(tǒng)和交流主軸驅動系統(tǒng)兩大類。下面根據(jù)這兩大類主軸驅動系統(tǒng)的特點來選擇主軸驅動系統(tǒng):
1、直流主軸驅動系統(tǒng)得特點
在數(shù)控機床高速,高效,高精度的控制要求,使得FANUC直流主軸驅動與通常的速度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比有以下特點:
(1) 調(diào)速范圍寬, 采用FANUC主軸驅動的數(shù)控機床,在機械結構方面,小型機床通常采用電機與主軸直接或皮帶變速的結構形式、中、大型機床通常只設置高,低速兩級簡單的機械變速機構,因此,主軸電動機的調(diào)速必須全部依賴主軸驅動器進行控制。為保證數(shù)控機床的加工范圍,使加工工藝相對集中,并達到理想的切削效果,主軸驅動器必須實現(xiàn)無級變速,且具有教寬的調(diào)速范圍。
(2) 在結構上,F(xiàn)ANUC直流主軸電動機為全封閉的結構形式,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主軸電動機采用了特殊法人熱管冷卻系統(tǒng),可以將轉子產(chǎn)生的熱量迅速的向外界發(fā)散。
(4) 在磁路設計上,為了使電機發(fā)熱最小,F(xiàn)ANUC煮粥電動機定子采用了獨特的附加磁極,以減小損耗,提高了效率。
2、交流主軸驅動系統(tǒng)
(1) 由于驅動系統(tǒng)采用了微處理器和現(xiàn)代控制理論進行控制,系統(tǒng)運行平穩(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矩,可以較方便地與數(shù)控機床相配套。
(2) 較大功率驅動系統(tǒng)采用了難度較大的“回饋制動”技術,在制動時,既可將電動機能量反饋回電網(wǎng),起到節(jié)能的效果,又可以加快起、制動速度。
(3) 驅動器具有D/A轉換器、實際轉速/轉矩信號輸出、電氣主軸“定向準停”等功能,可以方便地與各類CNC配套。
(4) 電機采用無外殼結構,定子硅鋼片直接進行空氣冷卻,可以在浮塵、切削液飛濺的場合安全、可靠地工作。
(5) 與直流電機相比,由于交流主軸電機在結構上無換向器,主軸電機通常不需要進行維修。
(6) 主軸低年級轉速的提高不受換向器的限制,最高轉速通常比直流主軸低年級更高。
(7) 主軸電機的冷卻空氣由前端向后流動,可以有效減少電機發(fā)熱對機床精度的影響。