Главные приводы

Главные приводы — это преимущественно управляемые замкнутым контуром, электрические синхронные и асинхронные двигатели. Их применение включает в себя комплектные или корпусные двигатели для использования в токарных, фрезерных и шлифовальных станках, а также в обрабатывающих центрах. Традиционные шпиндельные приводы с корпусными двигателями — в основном с воздушным охлаждением — также популярны в качестве главных приводов. По сравнению с мотор-шпинделями они менее затратны, если учесть вторичные затраты обеих систем. С одной стороны, промежуточное расположение редукторов позволяет настраивать скорость вращения и крутящий момент в соответствии с задачей обработки. С другой стороны, редукторы вызывают нежелательные радиальные силы, шум и повышенный износ.

Эти главные приводы, использующие двигатели комплекта со встроенным шпинделем, стали технически сложными. Поскольку редукторы и муфты могут быть устранены, эти приводы делают возможным центрическое вращательное движение без воздействия силы сдвига. Они выделяются своей долговременной плавностью хода и минимальным износом и часто используются для высокопроизводительной обработки. Генерация приводов с более высокими крутящими моментами в настоящее время все еще довольно затратна, поскольку либо (планетарная) передача должна быть интегрирована в шпиндель, либо должна быть выбрана более высокая мощность двигателя. Для проведения профилактического обслуживания и ремонта датчики должны быть интегрированы в шпиндель для контроля и сбора данных измерений. Охлаждение маслом, воздухом или гликолем по-прежнему необходимо.

Приводы подачи

Для приводов подачи выбор делается между электромеханическими или гидравлическими системами. В случае электромеханических приводов подачи в настоящее время во всем мире доминирует электрический серводвигатель с шарико-винтовой передачей. Он преобразует вращательное движение в линейное. Здесь предпочтительны синхронные корпусные двигатели, поскольку они должны справляться с высокими требованиями с точки зрения позиционирования, синхронной работы и динамики; в большей степени, чем главный привод.

Благодаря высокой статической жесткости эта традиционная система привода подходит для различных применений, но она подвержена износу. В зависимости от условий установки и требуемых крутящих моментов серводвигатель подключается к шпинделю либо напрямую, либо, например, через синхронный ремень.

Приводы должны обладать износостойкостью, а также высокой жесткостью и динамикой. Такое сочетание характеристик обеспечивает более высокую точность и длительную бесперебойную работу, чем та, которую можно получить с помощью сопоставимой шарико-винтовой передачи с косвенной системой измерения положения.

Режим нагрузки привода является одним из аспектов, ограничивающих его применение. Конечно, это не означает, что при обработке с большими усилиями можно исключить шарико-винтовые передачи и решения гидравлического привода. Опорные элементы станка, такие как кожух стружки с его максимально допустимой скоростью скольжения и направляющая каретки с ее демпфирующим поведением, также могут ограничивать применение. Преимущества линейных приводов двигателя нейтрализуются соответствующими инвестиционными затратами, которые до сих пор препятствовали мировому прорыву этой технологии привода.

Гидравлические приводы подачи востребованы, когда их преимущества оказывают существенное влияние, например, в ограниченном пространстве, а также в тех приложениях, где требуется высокая динамика и большие усилия подачи. И, конечно же, гидравлический привод подачи должен позиционироваться точно до микрометра. Практические применения показывают, что гидравлический линейный привод работает без люфта, долговечен и, как правило, более долговечен, чем сопоставимый привод с шарико-винтовой передачей. В случае электрических приводов подачи необходимо устанавливать каждую определенную производительность (крутящий момент и скорость вращения). Однако гидравлическая ось может получать энергию в соответствии с потребностью из гидравлического аккумулятора жидкости, снижая установленную входную мощность до 80%.

Вспомогательные приводы

Разнообразие приводов отвечает возможностям, необходимым для применения в качестве вспомогательного привода. В спектре функций вспомогательного привода в станках нет какой-либо значимой тенденции, и не выделяются определенные проверенные и испытанные устройства. Выбор будет зависеть от применения.

Нередко одна группа машин с замкнутой последовательностью функций объединяет различные приводы. Примеры этого имеются в приложениях, где электромеханические приводы для вертикально или диагонально перемещаемых кареток используются в сочетании с гидравлической или пневматической компенсацией веса. Здесь компенсация веса может пониматься как пассивный вспомогательный привод в самом широком смысле, его задача состоит в компенсации силы веса перемещаемой массы. Компенсация веса может быть достигнута несколькими способами, причем популярна гидравлическая система с гидравлическим аккумулятором жидкости. Если сила веса, требующая компенсации, невелика, функцию может выполнять пневматическая газовая пружина. Преимущества этих решений заключаются в их адаптивном динамическом поведении, а также в их благоприятном энергетическом балансе.

Пневматические приводы идеально подходят для использования в манипуляторах благодаря малому весу, простой структуре управления и быстроте движений. Эти характеристики применяются к узлам подачи и загрузки для небольших масс, которые интегрируются в поток заготовок производственного процесса. Зажим инструмента и заготовки на станках имеет решающее значение, так как он влияет на точность и повторяемость работы. Гидравлические зажимы представляют собой особый тип вспомогательного привода и используются в станках с автоматической загрузкой и выгрузкой заготовок, благодаря тому, что они легко автоматизируются. Высокая плотность усилия зажимных элементов способствует созданию зажимных устройств в самых маленьких пространствах.

Заключение

Существует ряд концепций электрических, гидравлических, электромеханических и пневматических приводов, доступных в качестве решений для задач привода в станках. Инженерной группе необходимо решить, какой тип концепции привода подходит для задачи, принимая во внимание ряд ограничений. Хороший поставщик автоматизации, имеющий опыт во всех этих технологических группах, рассмотрит и проконсультирует клиентов по этим решениям.