汽車制造、模具加工、飛機制造等領(lǐng)域的不斷成熟和發(fā)展，對數(shù)控機床生產(chǎn)節(jié)拍及產(chǎn)品精度的要求也越來越高，加工的材料也更多的采用復(fù)合性材料。與市場需要相符合，數(shù)控機床正在向更高的加速度、更精密的方向發(fā)展。
要想得到更高的動態(tài)特性，更高的控制精度，首先要解決設(shè)備傳動中連接環(huán)節(jié)過多的問題。傳統(tǒng)的傳動鏈從電機到zui終的運動部件，大多需要經(jīng)過齒輪箱、蝸輪副、絲杠副、聯(lián)軸器、皮帶副等諸多中間環(huán)節(jié)，造成設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，累計誤差過大，運動滯后，維護環(huán)節(jié)過多等缺點。若要從根本上解決上述問題，zui有效的方法就是簡化傳動鏈，直接驅(qū)動，即取消中間環(huán)節(jié)，將電機與zui終運動的部件直接相連。隨著電機與驅(qū)動技術(shù)的不斷發(fā)展，直線電機、力矩電機、電主軸的技術(shù)日益成熟。力士樂憑借其在驅(qū)動領(lǐng)域*的技術(shù)實力及前瞻性，在1993年為機床制造商的批量機床提供了直線電機，并得到用戶的zui終認可。
*，數(shù)控機床常用的運動模式分為主軸運動，及直線和旋轉(zhuǎn)兩種坐標運動，本文就針對Bocsh-Rexroth直線電機的特點，介紹其產(chǎn)品是如何實現(xiàn)上述運動的直接驅(qū)動的。 1.直線坐標運動的直驅(qū)方案 
如圖所示，在使用直線電機后，大大簡化了傳動鏈的結(jié)構(gòu)，工作臺可以直接安裝到直線電機的動子上，消除了大部分累計誤差，提高了設(shè)備的精度，簡化了后期的維護。憑借其高動態(tài)的響應(yīng)特性，直接驅(qū)動，高速特性遠遠超過絲桿的技術(shù)指標。
博士力士樂IndraDyn L-直線電機，安裝尺寸緊湊，zui大推力可以達到21500N，再加上極小的推力波動性，特別適合于高動態(tài)、高精度的數(shù)控設(shè)備。博士力士樂直線電機被*封裝在不銹鋼/鈦合金制成的金屬機箱內(nèi)，因而可以直接安裝在加工區(qū)域使用，目前應(yīng)用在直線送料等含有高動態(tài)、高精度需求的設(shè)備中，工況良好。
2.旋轉(zhuǎn)坐標運動的直驅(qū)方案
如圖所示，在使用力矩電機后，簡化了傳動鏈的結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)軸的輸出軸可以直接安裝到力矩電機的轉(zhuǎn)子上，消除了大部分累積誤差，提高了設(shè)備的精度，簡化了后期的維護。
博士力士樂的IndraDyn L-內(nèi)裝力矩電機，采用液體冷卻，zui大力矩可達13800Nm，適用于回轉(zhuǎn)類工作臺或者加工中心的旋轉(zhuǎn)軸直接驅(qū)動。目前已應(yīng)用于靜壓轉(zhuǎn)臺等回轉(zhuǎn)類設(shè)備中，工況良好。
3.主軸運動的直驅(qū)方案 
如圖所示，使用高速內(nèi)裝電機后，簡化了傳動鏈的結(jié)構(gòu)，主軸可以直接安裝到高速內(nèi)裝電機的轉(zhuǎn)子上，消除了齒形帶傳動機構(gòu)的累積誤差，提高了主軸定位精度，簡化了后期的維護。由于采用直接驅(qū)動，當用作高速主軸時，避免了皮帶副對高速轉(zhuǎn)速的鉗制，可以充分發(fā)揮電機的高速特性。
博士力士樂的IndraDyn H-高速內(nèi)裝電機，采用液體冷卻，zui高轉(zhuǎn)速30000rpm，zui大扭矩達4500Nm，大范圍的恒定輸出功率，適合于數(shù)控機床的主軸直接驅(qū)動，目前已用于車床、銑床的主軸應(yīng)用中，工況良好。
總體來看，直驅(qū)電機的驅(qū)動技術(shù)與數(shù)控機床制造的結(jié)合，大大促進了制造業(yè)的發(fā)展。因傳動鏈的簡化，電機即可盡可能的靠近執(zhí)行機構(gòu)，大大提高了加工精度和加工效率。隨著驅(qū)動技術(shù)的成熟，加之驅(qū)動電機成本的不斷降低，未來常用直驅(qū)電機的數(shù)控產(chǎn)品會更快的加速產(chǎn)業(yè)化進程，在行空行天、汽車制造及精密磨具等制造領(lǐng)域中應(yīng)用前景廣闊。 |
