メインドライブ

メインドライブは、主に閉ループ制御の電気同期モーターおよび非同期モーターです。その用途には、旋盤、フライス盤、研削盤、マシニングセンターで使用されるキットモーターまたはハウジングモーターが含まれます。ハウジングモーター（主に空冷式）を備えた従来のスピンドルドライブもメインドライブとして人気があります。モータースピンドルと比較すると、これらのシステムの二次コストを考慮すると、これらのスピンドルドライブは低コストです。一方で、ギアボックスを介在させることで、回転速度とトルクを加工タスクに合わせて調整できます。他方、ギアボックスは不要なラジアル力、騒音、摩耗の増加を引き起こします。

スピンドル一体型キットモーターを用いた主軸駆動装置は、技術的に高度化しています。ギアボックスやクラッチが不要となるため、せん断力の影響を受けずに中心回転運動が可能になります。これらの駆動装置は、長期にわたる滑らかな動作と最小限の摩耗が特長で、高性能加工によく使用されています。高トルク駆動装置の開発は、スピンドルに（遊星）ギアを組み込むか、より高いモーター出力を選択する必要があるため、現状では依然として非常に高価です。予防保守とサービスを行うには、スピンドルにセンサーを組み込み、監視と測定データの取得を行う必要があります。オイル、エア、またはグリコールによる冷却は依然として必要です。

フィードドライブ

送り駆動装置には、電気機械式と油圧式の2つの選択肢があります。電気機械式送り駆動装置の場合、現在世界中で主流となっているのは、ボールねじアセンブリを備えた電動サーボモータです。このモータは回転運動を直線運動に変換します。この分野では、主駆動装置よりも高い位置決め性能、同期運転、そしてダイナミクス性能が求められるため、同期ハウジングモータが好まれます。

この従来の駆動システムは、高い静的剛性により様々な用途に適していますが、摩耗しやすいという欠点があります。設置条件と必要なトルク強度に応じて、サーボモータはスピンドルに直接接続されるか、例えば同期ベルトを介して接続されます。

駆動装置は、耐摩耗性に加え、高い剛性とダイナミクスも備えている必要があります。こうした特性を組み合わせることで、間接位置測定システムを備えた同等のボールねじアセンブリよりも高い精度と長期にわたるトラブルのない動作が可能になります。

駆動装置の負荷条件は、その用途を制限する要因の一つです。もちろん、大きな力で加工する場合、ボールねじアセンブリや油圧駆動ソリューションを不要にできるわけではありません。最大許容摺動速度を持つ切削片カバーや、減衰特性を持つキャリッジガイドなどの機械支持要素も、用途を制限する要因となります。リニアモーター駆動の利点は、関連する投資コストによって相殺され、この駆動技術の世界的な飛躍を阻んできました。

油圧送り駆動装置は、限られたスペースや、高いダイナミクスと大きな送り力が求められる用途など、そのメリットが特に大きい用途で求められています。そして当然のことながら、油圧送り駆動装置はマイクロメートル単位の正確な位置決めが求められます。実際のアプリケーションでは、油圧リニア駆動装置は遊びがなく、長寿命で、ボールねじアセンブリを備えた同等の駆動装置よりも耐久性が高いことが実証されています。電動送り駆動装置では、それぞれ特定の性能（トルクと回転速度）を設定する必要があります。一方、油圧軸は、油圧アキュムレータから需要に応じて電力を引き出すことができるため、設置時の入力電力を最大80%削減できます。

補助駆動装置

補助駆動アプリケーションに必要な機能を満たす駆動装置は多種多様です。工作機械における補助駆動装置の機能全般において、明確な傾向はなく、実績のある特定の装置が際立っているわけでもありません。選択はアプリケーションによって異なります。

一連の機能を持つ機械グループにおいて、複数の駆動装置を組み合わせることは珍しくありません。例えば、垂直方向または斜め方向に移動するキャリッジ用の電気機械式駆動装置を油圧式または空圧式の重量補償装置と組み合わせて使用​​するアプリケーションがこれに該当します。ここでの重量補償装置は、最も広い意味では受動的な補助駆動装置と捉えることができ、移動質量の重量力を補償する役割を担います。重量補償は様々な方法で実現できますが、油圧アキュムレータを備えた油圧システムが一般的です。補償が必要な重量力が小さい場合は、空圧式ガススプリングがその役割を果たします。これらのソリューションの利点は、適応性の高い動的挙動と良好なエネルギーバランスにあります。

空圧駆動装置は、軽量、シンプルな制御構造、そして迅速な動作により、ハンドリング装置に最適です。これらの特徴は、生産工程のワークフローに組み込まれる、小型の送り装置や積載装置にも適用されます。工作機械における工具とワークのクランプは、動作精度と再現性に影響を与えるため、非常に重要です。油圧クランプは特殊な補助駆動装置であり、容易に自動化できるため、無人ワークのロード・アンロードを行う機械で使用されます。クランプ要素の高い力密度により、クランプ装置を最小限のスペースに構築できます。

結論

工作機械の駆動タスクには、電気、油圧、電気機械、空気圧など、様々な駆動コンセプトがソリューションとして利用可能です。エンジニアリングチームは、様々な制約を考慮しながら、どのタイプの駆動コンセプトがタスクに最適かを決定する必要があります。これらの技術グループすべてに精通した優れたオートメーションサプライヤーは、これらの決定について顧客と綿密に検討し、アドバイスを提供します。