數控木工車床未來的發展一直被很看好,今天我們討論一下電主軸日后的發展方向。
1高速度、高剛度
隨著主軸軸承及其潤滑技術、精密加工技術、精密動平衡技術、高速刀具及 其接口技術等相關技術的發展, 數控機床用電主軸高速化已成為目前發展的普遍 趨勢。電主軸的功率和轉速是受電主軸體積及軸承限制的,DmN值是反映電主軸剛度和轉速的一個重要的綜合特征參數,DmN值越大,其電主軸性能越。因此,在保證電主軸高轉速的前提下,加大主軸直徑,提高其剛性,也是電主軸技術發展的方向之一。
2高速大功率、低速大轉矩
現代數控機床需要同時能夠滿足低速粗加工時的重切削、 高速切削時精加工 的要求,因此機床電主軸應該具備低速大轉矩、高速大功率的性能。高速電主軸 的大功率化已是國際機床產業發展的一個方向。
近年大功率半導體器件有了飛躍性發展,已經完全可以滿足現有的電主軸應用場合所要求的功率等級,這為高速 電主軸的大功率化奠定了基礎。德國GMN公司的電主軸低速粗加工時的重切削力可達1250N·m,高速切削時精加工**輸出功率可到150kW。
3電機形式與控制方式多樣化
主軸電機方面:目前國內外主軸電機常見的是感應電動機,但由于其結構和特性的限制,運行狀態改變時導致電機很難在**效率點運行,功率因數低、效率低。雖然采用變頻調速、矢量控制、功率因數補償等技術改善了電機系統的效率,但由于感應電機的工作原理決定其運行效率的提高是有限的,特別是在位置和速度要求非常高的高精度高速電主軸系統中應用有時很難滿足系統要求。
因此,選用轉動慣量小,轉矩密度高,控制精度高的永磁電機代替感應電動機也將是電 主軸發展的一個重要方向。在主軸電機控制方面:采用矢量控制已經被大多數高速電主軸生產廠家所采用,針對感應電動機采用自適應控制、直接轉矩控制、定子優化控制等措施不斷提高感應電動機在電主軸的應用性能。對于永磁同步電動機在低速粗加工時的重切削多采用恒轉矩控制方式,高速切削時精加工采用恒功率控制,在擴大永磁電機在弱磁區域的同時提高穩定性也將成為高速電主軸研究熱點問題。
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