Главные приводы

Главные приводы – это преимущественно электродвигатели с замкнутым контуром управления, синхронные и асинхронные. Они применяются в качестве комплектных или корпусных двигателей для токарных, фрезерных и шлифовальных станков, а также обрабатывающих центров. Традиционные приводы шпинделей с корпусными двигателями, в основном с воздушным охлаждением, также популярны в качестве главных приводов. По сравнению с мотор-шпинделями они менее затратны, если учитывать вторичные затраты обеих систем. С одной стороны, наличие редукторов позволяет регулировать частоту вращения и крутящий момент в соответствии с задачей обработки. С другой стороны, редукторы создают нежелательные радиальные силы, шум и повышенный износ.

Главные приводы, использующие двигатели в сборе со встроенным шпинделем, стали технически сложными. Благодаря отсутствию редукторов и муфт, эти приводы обеспечивают центральное вращательное движение без воздействия сдвигающих усилий. Они отличаются долговременной плавностью хода и минимальным износом и часто используются для высокопроизводительной обработки. Создание приводов с более высоким крутящим моментом в настоящее время по-прежнему довольно затратно, поскольку в шпиндель необходимо либо интегрировать (планетарную) передачу, либо выбирать двигатель большей мощности. Для проведения профилактического обслуживания и ремонта в шпиндель следует встраивать датчики для контроля и сбора данных измерений. По-прежнему необходимо масляное, воздушное или гликолевое охлаждение.

Приводы подачи

Для приводов подачи выбор делается между электромеханическими и гидравлическими системами. В настоящее время в мире доминирует электромеханический серводвигатель с шарико-винтовой передачей. Он преобразует вращательное движение в линейное. В этом случае предпочтение отдаётся синхронным двигателям в корпусе, поскольку они предъявляют более высокие требования к позиционированию, синхронности работы и динамике, чем главный привод.

Благодаря высокой статической жёсткости эта традиционная система привода подходит для самых разных применений, но подвержена износу. В зависимости от условий монтажа и требуемого крутящего момента серводвигатель соединяется со шпинделем либо напрямую, либо, например, через зубчатый ремень.

Приводы должны обладать износостойкостью, а также высокой жёсткостью и динамикой. Такое сочетание характеристик обеспечивает более высокую точность и длительную безотказную работу, чем у аналогичной шарико-винтовой передачи с косвенной системой измерения положения.

Режим нагрузки привода является одним из факторов, ограничивающих его применение. Конечно, это не означает, что при обработке с большими усилиями можно отказаться от шарико-винтовых передач и гидравлических приводов. Вспомогательные элементы станка, такие как кожух для стружки с его максимально допустимой скоростью скольжения и направляющая каретки с её демпфирующими свойствами, также могут ограничивать применение. Преимущества линейных электроприводов нивелируются соответствующими инвестиционными затратами, которые до сих пор препятствовали мировому прорыву этой приводной технологии.

Гидравлические приводы подачи востребованы там, где их преимущества имеют существенное значение, например, в ограниченном пространстве, а также в приложениях, требующих высокой динамики и больших усилий подачи. И, конечно же, гидравлический привод подачи должен быть позиционирован с точностью до микрометра. Практика показывает, что гидравлический линейный привод работает без люфта, долговечен и, как правило, более долговечен, чем аналогичный привод с шарико-винтовой передачей. В электрических приводах подачи необходимо устанавливать все заданные характеристики (крутящий момент и скорость вращения). Гидравлический привод, однако, может получать энергию в соответствии с потребностями от гидроаккумулятора, снижая установленную входную мощность до 80%.

Вспомогательные приводы

Разнообразие приводов отвечает требованиям к возможностям, необходимым для вспомогательного привода. Среди всего спектра функций вспомогательных приводов в станках не прослеживается какой-либо выраженной тенденции, и нет каких-либо выделяющихся проверенных временем устройств. Выбор будет зависеть от области применения.

Нередко в одной группе машин с замкнутой последовательностью функций сочетаются различные приводы. Примерами служат электромеханические приводы для вертикально или диагонально перемещаемых кареток, используемые в сочетании с гидравлической или пневматической системой компенсации веса. В данном случае компенсация веса может пониматься как пассивный вспомогательный привод в самом широком смысле, задача которого заключается в компенсации силы веса перемещаемой массы. Компенсация веса может быть достигнута различными способами, причём наиболее популярна гидравлическая система с гидроаккумулятором. Если сила веса, требующая компенсации, невелика, эту функцию может выполнять пневматическая газовая пружина. Преимущества таких решений заключаются в их адаптивных динамических характеристиках, а также в благоприятном энергетическом балансе.

Пневматические приводы идеально подходят для использования в манипуляторах благодаря малому весу, простой системе управления и высокой скорости перемещения. Эти характеристики применимы к устройствам подачи и загрузки малогабаритных деталей, интегрированным в поток обработки. Зажим инструмента и заготовки на станках имеет решающее значение, поскольку влияет на точность и повторяемость работы. Гидравлические зажимы представляют собой особый тип вспомогательных приводов и используются в станках с автоматической загрузкой и выгрузкой заготовок благодаря своей легкости автоматизации. Высокая плотность усилия зажимных элементов способствует созданию зажимных устройств в условиях ограниченного пространства.

Заключение

Для решения задач привода станков доступен ряд электрических, гидравлических, электромеханических и пневматических приводов. Инженерной команде необходимо выбрать подходящий тип привода, учитывая ряд ограничений. Хороший поставщик систем автоматизации, обладающий опытом во всех этих группах технологий, рассмотрит эти вопросы и предоставит клиентам необходимые рекомендации.