Основні приводи

Основними приводами є переважно електричні синхронні та асинхронні двигуни з замкнутим контуром керування. Їхнє застосування включає комплектні або корпусні двигуни для використання в токарних, фрезерних і шліфувальних верстатах, а також в обробних центрах. Традиційні шпиндельні приводи з вбудованими двигунами – переважно з повітряним охолодженням – також популярні як головні приводи. У порівнянні з моторними шпинделями вони менш дорогі, враховуючи вторинні витрати обох систем. З одного боку, розміщення редукторів дозволяє налаштувати швидкість обертання та крутний момент відповідно до завдання обробки. З іншого боку, коробки передач викликають небажані радіальні сили, шум і підвищений знос.

Ці головні приводи, що використовують набір двигунів із інтегрованим шпинделем, стали технічно складними. Оскільки коробки передач і зчеплення можна усунути, ці приводи роблять можливим центричний обертальний рух без впливу зсувної сили. Вони відрізняються довготривалою плавністю ходу та мінімальним зносом і часто використовуються для високопродуктивної обробки. Створення приводів із вищими крутними моментами в даний час все ще є досить дорогим, оскільки або (планетарну) передачу потрібно інтегрувати в шпиндель, або потрібно вибрати вищу потужність двигуна. Для проведення профілактичного та сервісного обслуговування датчики повинні бути вбудовані в шпиндель для моніторингу та отримання даних вимірювань. Все ще необхідне охолодження маслом, повітрям або гліколем.

Приводи подачі

Для приводів подачі можна вибирати між електромеханічною або гідравлічною системами. У випадку електромеханічних приводів подачі в даний час у всьому світі домінує електричний серводвигун з кульково-гвинтовим вузлом. Він перетворює обертальний рух у лінійний. Тут перевагу надають синхронним двигунам у корпусі, оскільки вони повинні відповідати високим вимогам щодо позиціонування, синхронізації роботи та динаміки; більше, ніж головний привід.

Завдяки своїй високій статичній жорсткості ця традиційна система приводу підходить для різноманітних застосувань, але вона схильна до зносу. Залежно від умов монтажу та необхідного крутного моменту серводвигун підключається до шпинделя безпосередньо або, наприклад, за допомогою синхронного ременя.

Приводи повинні мати стійкість до зношування, а також високу жорсткість і динаміку. Таке поєднання характеристик забезпечує більш високу точність і тривалу безперебійну роботу, ніж те, що можна отримати за допомогою порівнянного кульково-гвинтового вузла з непрямою системою вимірювання положення.

Режим навантаження накопичувача є одним з аспектів, що обмежує його використання. Звичайно, це не означає, що при обробці з великими зусиллями можна відмовитися від кулькових гвинтів і рішень гідравлічного приводу. Допоміжні елементи машини, такі як кришка стружки з максимально допустимою швидкістю ковзання та напрямна каретки з її амортизаційними властивостями, також можуть обмежити застосування. Переваги приводів з лінійним двигуном нівелюються відповідними інвестиційними витратами, які досі перешкоджали світовому прориву цієї технології приводу.

Гідравлічні приводи подачі користуються попитом, коли їх переваги мають значний вплив, наприклад, у обмеженому просторі, а також у тих випадках, коли потрібна висока динаміка та великі зусилля подачі. І, звичайно ж, гідравлічний привід подачі повинен розташовуватися з точністю до мікрометра. Практичні застосування демонструють, що гідравлічний лінійний привід працює без люфтів, має тривалий термін експлуатації та, як правило, більш міцний, ніж аналогічний привід із кульково-гвинтовим механізмом. З електричними приводами подачі необхідно встановити кожну конкретну продуктивність (крутний момент і швидкість обертання). Однак гідравлічна вісь може отримувати енергію відповідно до потреби з акумулятора гідравлічної рідини, зменшуючи встановлену вхідну потужність до 80%.

Допоміжні приводи

Різноманітність приводів відповідає можливостям, необхідним у застосуванні допоміжного приводу. У спектрі функцій допоміжного приводу верстатів немає ні помітної тенденції, ні певних випробуваних агрегатів. Вибір буде залежати від програми.

Це не є незвичним для однієї групи машин із замкнутою послідовністю функцій, яка поєднує різноманітні приводи. Є приклади цього в додатках, де електромеханічні приводи для вертикально або діагонально переміщених кареток використовуються в поєднанні з гідравлічною або пневматичною компенсацією ваги. Тут компенсацію ваги можна розуміти як пасивний допоміжний привід у найширшому сенсі, завданням якого є компенсація сили ваги переміщеної маси. Компенсація ваги може бути досягнута кількома способами, популярною є гідравлічна система з акумулятором гідравлічної рідини. Якщо сила ваги, яку потрібно компенсувати, невелика, цю функцію може виконувати пневматична газова пружина. Переваги цих рішень полягають у їх адаптивній динамічній поведінці, а також у сприятливому енергетичному балансі.

Пневматичні приводи ідеально підходять для використання в транспортних пристроях завдяки малій вазі, простій структурі управління та швидкості їх переміщення. Ці особливості застосовуються до блоків подачі та завантаження для менших мас, які інтегровані в потік заготовок виробничого процесу. Закріплення інструменту та заготовки на верстатах має вирішальне значення, оскільки впливає на точність і повторюваність роботи. Гідравлічні затискачі являють собою особливий вид допоміжного приводу і використовуються у верстатах з автоматичним завантаженням і розвантаженням заготовки, завдяки тому, що вони легко автоматизовані. Висока щільність зусилля затискних елементів сприяє створенню затискних пристроїв у найменших місцях.

Висновок

Існує низка концепцій електричних, гідравлічних, електромеханічних і пневматичних приводів, доступних для вирішення завдань приводу в верстатах. Команда інженерів має вирішити, який тип приводу підходить для поставленого завдання, враховуючи низку обмежень. Хороший постачальник систем автоматизації, який має досвід у всіх цих групах технологій, розглядатиме та консультуватиме клієнтів у цих рішеннях.