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倪工說(shuō)配件|電主軸都有什么概念

作者: 日期:2020-04-30 00:58:30

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(xiàn)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。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(chēng)“電主軸”(ElectricSpindle,MotorSpindle),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(chēng)“電主軸”(ElectricSpindle,MotorSpindle)。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(chēng)為“高頻主軸”(HighFrequencySpindle)。由于沒(méi)有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),有時(shí)又稱(chēng)它為“直接傳動(dòng)主軸”(DirectDriveSpindle)

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(mǎn)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)。

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