從髙速數(shù)控加工中心與時俱進的歷程中能夠發(fā)現(xiàn),充分發(fā)揮當下技術領域里的新造就,尤其是運用驅動技術和控制系統(tǒng)的新成果,是不斷加強數(shù)控加工中心髙速性能、動態(tài)特點和加工精度的根本。
近十年來,驅動技術和自動控制系統(tǒng)的巨大進步,促進了數(shù)控加工中心結構設計的與時俱進和性能的持續(xù)加強。高速電主軸、直線電機、轉矩電機和快速數(shù)控系統(tǒng)的運用對加強數(shù)控加工中心的髙速、高動態(tài)和高加工精度起了關鍵性的功效。
直線電機
當前,模具制造用的髙速數(shù)控加工中心大部分還是使用伺服電機和滾珠絲桿來驅動直線坐標軸,但一部分數(shù)控加工中心已使用直線電機,因為這類直線驅動免除了將旋轉運動轉化為直線運動的傳動元件,進而可明顯加強軸的動態(tài)性能、移動快慢和生產(chǎn)加工精度。
使用直線電機驅動的數(shù)控車床可明顯加強生產(chǎn)效率。比如在生產(chǎn)加工電火花線切割用的電級時,生產(chǎn)加工時間要比使用傳統(tǒng)式髙速數(shù)控車床降低50%。
直線電機能夠明顯加強髙速數(shù)控車床的動態(tài)性能。因為模貝大部分是三維曲面,數(shù)控刀片在加工曲面時,數(shù)控刀片軸要不斷進行制動和加快。只能根據(jù)較高的軸加速度才可以在很高的運動軌跡速度狀況下,在較短的運動軌跡相對路徑上保證以恒定的每齒進給量追蹤給定的輪廓。假如斜面輪廊的夾角愈小,走刀快慢愈高,那麼規(guī)定的軸瞬時速度愈高。因而,數(shù)控車床的軸瞬時速度在挺大水平上危害到模貝的生產(chǎn)加工精度和數(shù)控刀片的耐磨性能。
轉矩電機
在髙速數(shù)控加工中心上,旋轉工作臺的擺動及叉形主軸軸承頭的晃動和旋轉等運動,已普遍使用轉矩電機來保持。轉矩電機是一種同歩電機,其電機轉子直接固定不動在所需驅動的構件上,因此沒有齒輪傳動元器件,它像直線電機一樣是直接驅動設備。轉矩電機能夠做到的角加速度要比傳統(tǒng)式的蝸輪蝸桿傳動高7倍,在晃動叉形主軸軸承頭時瞬時速度可做到3g。因為轉矩電機可做到非常高的靜態(tài)和動態(tài)負荷剛度,進而加強了回傳動軸和晃動軸的定位精度和反復精度。
當前,已經(jīng)有一部分生產(chǎn)廠家的髙速數(shù)控加工中心,已使用直線電機和轉矩電機來各自驅動直線軸(X/Y/Z)和旋轉晃動軸(C和A)。
應當再次提醒的是,直接驅動的直線軸與直接驅動的回傳動軸相組成,使數(shù)控車床每個的運動軸具備較高的動態(tài)性能和調整特點,進而為高速運行、高精度和高表面質量加工模具隨意斜面給予了最好條件。
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