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高速鉆床在生產(chǎn)領(lǐng)域的驅(qū)動(dòng)方式解讀
閱讀：904 發(fā)布時(shí)間：2018-11-12
高速鉆床采用精密主軸，高速鉆削，并具有輕銑功能。CAD/CAM直接轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，高精度加工。主軸箱采用樹(shù)脂砂造型的高清度鑄鐵以及合理的布筋結(jié)構(gòu)，剛性好，穩(wěn)定性強(qiáng)。高速鉆床床身和工作臺(tái)采用樹(shù)脂砂造型的高強(qiáng)度鑄鐵以及合理的布筋結(jié)構(gòu)，剛性好，穩(wěn)定性強(qiáng)。選用品質(zhì)優(yōu)異的進(jìn)口主軸組，具有很強(qiáng)的大扭矩輸出能力，主軸采用同步帶輪形式。龍門(mén)橫梁上裝有1-4個(gè)可移動(dòng)溜板，溜板采用兩條滾動(dòng)導(dǎo)軌副導(dǎo)向，驅(qū)動(dòng)分別采用AC伺服電機(jī)和精密大螺距滾珠絲杠副傳動(dòng)。
高速鉆床的交流異步伺服通常有模擬式、數(shù)字式兩種方式。與模擬式相比，數(shù)字式伺服加速特性近似直線，時(shí)間短，且可提高主軸定位控制時(shí)系統(tǒng)的剛性和精度，操作方便，是高速鉆床主軸驅(qū)動(dòng)采用的主要形式。然而交流異步伺服存在兩個(gè)主要問(wèn)題：一是轉(zhuǎn)子發(fā)熱，效率較低，轉(zhuǎn)矩密度較小，體積較大；二是功率因數(shù)較低，因此，要獲得較寬的恒功率調(diào)速范圍，要求較大的逆變器容量。高速鉆床的數(shù)控系統(tǒng)采用西班牙FAGOR8055系統(tǒng)，并配有RS232接口和LCD液晶顯示屏，鉆孔坐標(biāo)可實(shí)現(xiàn)CAD/CAM直接轉(zhuǎn)換，并配備鉆孔前孔位預(yù)演和復(fù)位功能，操作十分方便。
在高速鉆床生產(chǎn)領(lǐng)域，直線伺服系統(tǒng)采用的是一種直接驅(qū)動(dòng)方式（DirectDrive），與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)方式相比，較大特點(diǎn)是取消了電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)間的全部機(jī)械中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，即把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零。這種“零傳動(dòng)”方式，帶來(lái)了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方式無(wú)法達(dá)到的性能指標(biāo)，如加速度可達(dá)3g以上，為傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置的10～20倍，進(jìn)給速度是傳統(tǒng)的4~5倍。從電動(dòng)機(jī)的工作原理來(lái)講，直線電動(dòng)機(jī)有直流、交流、步進(jìn)、永磁、電磁、同步和異步等多種方式；而從結(jié)構(gòu)來(lái)講，又有動(dòng)圈式、動(dòng)鐵式、平板型和圓筒型等形式。目前應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床上的主要有高精度高頻響小行程直線電動(dòng)機(jī)與大推力長(zhǎng)行程高精度直線電動(dòng)機(jī)兩類。直線伺服是高速高精數(shù)控機(jī)床的理想驅(qū)動(dòng)模式，受到機(jī)床廠家的重視，技術(shù)發(fā)展迅速。
以前的高速鉆床刀具較少有的只有8個(gè)刀具夾，現(xiàn)在大部分的數(shù)控機(jī)床刀具都可安放上百個(gè)鉆頭，有的系統(tǒng)還有斷鉆自動(dòng)檢測(cè)及直徑檢測(cè)長(zhǎng)度和徑向跳動(dòng)系統(tǒng)，在選型的時(shí)候需注意的項(xiàng)目是，大部分?jǐn)?shù)控床的鉆頭放在臺(tái)面的前端，該設(shè)計(jì)方式有一個(gè)缺點(diǎn)，如果在工作時(shí)加工的線路板因固定出問(wèn)題跳起逃出很容易打壞全部鉆頭包括鉆頭夾具。有些鉆頭夾具設(shè)計(jì)放在機(jī)床上方，如部分瑞士生產(chǎn)的機(jī)床則不會(huì)產(chǎn)生該問(wèn)題，檢測(cè)機(jī)構(gòu)的靈敏度太高和太低對(duì)機(jī)床都不好一般以偏低一點(diǎn)好。
目前大部分的高速鉆床的測(cè)量系統(tǒng)都采用了光尺作為位置與精度測(cè)量反饋系統(tǒng)，也有采用磁尺，采用光尺的系統(tǒng)穩(wěn)定性及分辯率高，因光尺的讀頭與尺身沒(méi)有接觸摩擦，所以壽命很長(zhǎng)，但平時(shí)要保持設(shè)備清潔盡量減少粉塵污染。當(dāng)?shù)竭_(dá)下行程開(kāi)關(guān)（鉆孔完畢）時(shí)，普通減速電機(jī)反轉(zhuǎn)，壓簧恢復(fù)，電機(jī)帶動(dòng)鉆桿拾起至起始點(diǎn)（上行程開(kāi)關(guān)），系統(tǒng)開(kāi)始按程序分度，插銷鎖緊分度盤(pán)齒輪，重復(fù)上述下鉆動(dòng)作，開(kāi)始下個(gè)孔作業(yè)。下鉆，抬鉆過(guò)程的改進(jìn)，電機(jī)代替了人工撥動(dòng)手柄，其他與普通立式鉆床相同。以上所述僅為本實(shí)用新型的應(yīng)該實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域。
專業(yè)的高速鉆床包括分度盤(pán)數(shù)控分度裝置、分度盤(pán)緊鎖機(jī)構(gòu)和自動(dòng)鉆孔機(jī)構(gòu)，分度盤(pán)數(shù)控分度裝置包括一電機(jī)、減速機(jī)、傳動(dòng)齒輪和分度盤(pán)齒輪，分度盤(pán)齒輪作為工作臺(tái)，傳動(dòng)齒輪與分度盤(pán)齒輪咬合，傳動(dòng)齒輪與減速機(jī)的輸出軸聯(lián)接，減速機(jī)輸入端和電機(jī)聯(lián)接。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分度、進(jìn)給自動(dòng)化，按編程完成多個(gè)鉆孔工序，特別適用于盤(pán)類（例如法蘭盤(pán)）工件的鉆孔作業(yè)，大大提高了加工效率和鉆孔的準(zhǔn)確度。步進(jìn)電機(jī)在數(shù)控系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)器控制下，按編程的速度和進(jìn)給值（即移動(dòng)齒數(shù)）運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確分度定位。下鉆，抬鉆過(guò)程的改進(jìn)，減速電機(jī)代替了人工撥動(dòng)手柄，實(shí)現(xiàn)數(shù)控自動(dòng)化運(yùn)作。
交流異步伺服通過(guò)在三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組中產(chǎn)生幅值、頻率可變的正弦電流，該正弦電流chan生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。其中，正弦電流的幅值可分離為給定或可調(diào)的勵(lì)磁電流與等效轉(zhuǎn)子力矩電流的矢量和；正弦電流的頻率可分離為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差之和，以實(shí)現(xiàn)矢量化控制。