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电主轴是什么

时间:2021-06-16浏览:70次

电主轴是数控机床领域将主轴和主轴电机相结合的新技术。它与直线电机技术和高速刀具技术一起将高速加工推向了一个新的时代。电主轴是一套部件,包括电主轴本身及其附件:电主轴、高频变频器、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。“主轴电机与机床主轴相结合”的传动结构使主轴部件相对独立于传动系统和机床的整体结构,因此可以制成“主轴单元”,俗称“电主轴”,具有转速高、精度高、噪音低的特点,内环带锁口的结构更适合喷雾润滑。电机的转子直接作为机床主轴使用,主轴单元的外壳是电机底座,与其他部件配合实现电机与机床主轴的一体化。

随着电传动技术(变频调速技术、电机矢量控制技术等)的快速发展和完善。),高速数控机床主传动系统的机械结构大大简化,皮带轮传动和齿轮传动基本取消。机床主轴由内置电机直接驱动,从而将机床主传动链的长度缩短到零,实现机床的“零传动”。主轴电机和机床主轴的传动结构“合二为一”,使主轴部件相对独立于机床的传动系统和整体结构,因此可以制成“主轴单元”,俗称“电主轴、电主轴”。目前,电主轴主要采用交流高频电机,因此也被称为“高频主轴”。因为没有中间传动环节,所以有时也叫“DirectDriveSpindle”。

在数控机床中,电主轴通常采用变频调速的方法。目前主要有三种控制方式:普通变频驱动控制、矢量控制驱动控制、直接转矩控制。

普通变频是标量驱动控制,其驱动控制特点是恒转矩驱动,输出功率与转速成正比。普通变频控制动态性能不理想,低速时控制性能不好,输出功率不够稳定,不具备C轴功能。但价格便宜,结构简单,一般用于磨床和普通高速铣床。

矢量控制技术模仿DC电机的控制方式,采用转子磁场定向,利用矢量变换的方法实现驱动和控制,具有良好的动态性能。矢量控制驱动器在启动初期转矩值大,电主轴本身结构简单,惯性小,所以启动加速度大,启动后瞬间就能达到允许的极限速度。这种驱动器有开环和闭环两种。后者可以实现位置和速度反馈,不仅具有更好的动态性能,还可以实现C轴功能;但是前者动态性能差,没有C轴功能,但是价格相对便宜。

直接转矩控制是继矢量控制技术之后发展起来的一种新型高性能交流调速技术。其控制思想新颖,系统结构简单明了,更适合驱动高速电主轴,能够更好地满足高速电主轴高速、宽速度范围、高速瞬时停机的动静态特性要求。它已成为交流传动领域的热门技术。