メインドライブ

主なドライブは主に閉ループ制御の電気同期モーターと非同期モーターです。アプリケーションには、旋盤、フライス盤、研削盤やマシニング センターで使用するキットまたは内蔵モーターが含まれます。モーターを内蔵した従来のスピンドル ドライブ (ほとんどが空冷式) も、メイン ドライブとして人気があります。モータースピンドルと比較して、両方のシステムの二次コストを考慮すると、コストが安くなります。一方で、ギアボックスを介在させることで、回転速度とトルクを加工タスクに合わせて調整することができます。一方、ギアボックスは不要なラジアル方向の力、騒音、摩耗の増加を引き起こします。

統合されたスピンドルを備えたキットモーターを使用するこれらのメインドライブは、技術的に洗練されています。ギアボックスやクラッチを排除できるため、これらの駆動装置によりせん断力を受けることなく中心回転運動が可能になります。長期にわたる滑らかな動作と最小限の摩耗により際立っており、高性能機械加工によく使用されます。(遊星) ギアをスピンドルに組み込むか、より高いモーター出力を選択する必要があるため、高トルクのドライブを生成するには、現在でもかなりのコストがかかります。予防保守と保守を実行するには、センサーをスピンドルに組み込んで監視し、測定データを取得する必要があります。油、空気、またはグリコールによる冷却は依然として必要です。

フィードドライブ

送りドライブの場合は、電気機械システムか油圧システムのどちらかを選択します。電気機械式送りの場合、ボールねじアセンブリを備えた電気サーボモーターが現在世界中で主流となっています。回転運動を直線運動に変換します。ここでは、位置決め、同期動作、およびダイナミクスの点で高い要件に対処する必要があるため、同期内蔵モーターが推奨されます。メインドライブよりもそうです。

この従来の駆動システムは静的剛性が高いため、さまざまな用途に適していますが、摩耗しやすいです。設置条件と必要なトルク強度に応じて、サーボモーターは直接、または同期ベルトなどを介してスピンドルに接続されます。

ドライブは、高い剛性とダイナミクスだけでなく、耐摩耗性も備えている必要があります。このような特性の組み合わせにより、間接的な位置測定システムを備えた同等のボールねじアセンブリで得られるものよりも、より高い精度と長期にわたるトラブルのない動作が可能になります。

ドライブの負荷状況は、その使用を制限する 1 つの側面です。もちろん、これは、大きな力で加工する場合に、ボールねじアセンブリと油圧駆動ソリューションが不要になるという意味ではありません。最大許容滑り速度を備えた切粉カバーや、減衰動作を備えたキャリッジ ガイドなどの機械要素をサポートすることも、用途を制限する可能性があります。リニアモータードライブの利点は、関連する投資コストによって相殺され、これまでのところ、このドライブ技術の世界的な進歩を妨げてきました。

油圧送りドライブは、狭い空間や高い動力学と大きな送り力を必要とする用途など、その利点が大きな影響を与える場合に需要があります。そしてもちろん、油圧送りドライブはマイクロメーターに合わせて正確に位置決めする必要があります。実際のアプリケーションでは、油圧リニアドライブは遊びがなく動作し、耐久性があり、ボールネジアセンブリを備えた同等のドライブよりも耐久性が高い傾向があることが実証されています。電動送りドライブでは、それぞれの特定の性能 (トルクと回転速度) を搭載する必要があります。ただし、油圧軸は、油圧油アキュムレータからの需要に応じてエネルギーを引き出すことができ、設置される入力電力を最大 80% 削減します。

補助ドライブ

さまざまなドライブが、補助ドライブ アプリケーションに必要な機能を満たします。工作機械の補助駆動機能の範囲全体にわたって、大きな傾向はなく、実証済みの特定のユニットが目立っているわけでもありません。どちらを選択するかはアプリケーションによって異なります。

一連の機能を閉じた 1 つのマシン グループがさまざまなドライブを組み合わせていることは、珍しいことではありません。この例としては、垂直または斜めに移動するキャリッジ用の電気機械式ドライブを油圧または空気圧による重量補償と組み合わせて使用​​する用途があります。ここで、重量補償は、最も広い意味での受動的な補助駆動装置として理解でき、その役割は、移動する質量の重量力を補償することです。重量補償はさまざまな方法で実現できますが、作動油アキュムレータを備えた油圧システムが一般的です。補償が必要な重量の力が小さい場合は、空気圧ガススプリングがその機能を実行できます。これらのソリューションの利点は、適応可能な動的挙動と好ましいエネルギー バランスにあります。

空気圧ドライブは、軽量、シンプルな制御構造、および動作の速さのおかげで、デバイスの取り扱いに最適です。これらの機能は、生産プロセスのワークフローに統合される、より小さな質量のフィードおよびロード ユニットに適用されます。工作機械における工具とワークのクランプは、動作の精度と再現性に影響を与えるため、非常に重要です。油圧クランプは特殊なタイプの補助駆動装置であり、容易に自動化できるため、無人のワークピースのロードおよびアンロードを行う機械で使用されます。クランプ要素の力密度が高いため、最小のスペースでクランプ装置を構築することができます。

結論

工作機械のタスクを駆動するためのソリューションとして、電気、油圧、電気機械、空圧などのさまざまな駆動コンセプトが利用可能です。エンジニアリング チームは、さまざまな制約を考慮して、どのタイプの駆動コンセプトがそのタスクに適しているかを決定する必要があります。これらすべてのテクノロジー グループの専門知識を持つ優れたオートメーション サプライヤーは、これらの決定についてお客様に検討し、アドバイスを提供します。