Головні приводи

Головні приводи переважно керовані електричні синхронні та асинхронні двигуни із замкнутим циклом. Їх застосування включає комплектні або корпусні двигуни для використання в токарних, фрезерних та шліфувальних верстатах, а також в обробних центрах. Традиційні шпиндельні приводи з корпусними двигунами – переважно з повітряним охолодженням – також популярні як головні приводи. Порівняно з мотор-шпинделями, вони є менш дорогими, якщо враховувати вторинні витрати на обидві системи. З одного боку, проміжне розташування редукторів дозволяє налаштувати швидкість обертання та крутний момент відповідно до завдання обробки. З іншого боку, редуктори викликають небажані радіальні сили, шум та підвищений знос.

Ці головні приводи, що використовують комплектні двигуни з інтегрованим шпинделем, стали технічно складними. Оскільки редуктори та зчеплення можна виключити, ці приводи забезпечують центральний обертальний рух без зсувних зусиль. Вони вирізняються своєю тривалою плавністю роботи та мінімальним зносом і часто використовуються для високопродуктивної обробки. Виготовлення приводів з вищими крутними моментами наразі все ще є досить дорогим, оскільки в шпиндель необхідно інтегрувати або (планетарну) передачу, або вибрати двигун більшої потужності. Для проведення профілактичного обслуговування та ремонту в шпиндель слід інтегрувати датчики для контролю та збору даних вимірювань. Охолодження маслом, повітрям або гліколем все ще необхідне.

Приводи подачі

Для приводів подачі вибір стоїть між електромеханічними або гідравлічними системами. У випадку електромеханічних приводів подачі в даний час у світі домінує електричний серводвигун з кульково-гвинтовим вузлом. Він перетворює обертальний рух на лінійний. Тут перевага надається синхронним двигунам у корпусі, оскільки вони повинні відповідати високим вимогам щодо позиціонування, синхронізованої роботи та динаміки; більше, ніж головний привід.

Завдяки високій статичній жорсткості ця традиційна система приводу підходить для різноманітних застосувань, але вона схильна до зносу. Залежно від умов монтажу та необхідного крутного моменту, серводвигун з'єднується зі шпинделем безпосередньо або, наприклад, за допомогою синхронного ременя.

Приводи повинні бути стійкими до зносу, а також мати високу жорсткість та динаміку. Таке поєднання характеристик забезпечує вищу точність та тривалу безперебійну роботу, ніж у порівнянного кульково-гвинтового вузла з непрямою системою вимірювання положення.

Режим навантаження приводу є одним з аспектів, що обмежує його використання. Звичайно, це не означає, що під час обробки з великими зусиллями можна відмовитися від кулькових гвинтових вузлів та гідравлічних приводів. Допоміжні елементи машини, такі як кришка для стружки з максимально допустимою швидкістю ковзання та напрямна каретки з її демпфуючими властивостями, також можуть обмежувати застосування. Переваги лінійних двигунів зводяться нанівець пов'язані з ними інвестиційні витрати, які досі заважають світовому прориву цієї технології приводів.

Гідравлічні приводи подачі користуються попитом, коли їхні переваги мають значний вплив, наприклад, у обмеженому просторі, а також у тих випадках, коли потрібна висока динаміка та великі зусилля подачі. І, звичайно, гідравлічний привід подачі повинен позиціонуватися точно з точністю до мікрометра. Практичне застосування показує, що гідравлічний лінійний привід працює без люфту, є довговічним і, як правило, більш довговічним, ніж порівнянний привід з кульково-гвинтовим вузлом. В електричних приводах подачі необхідно встановити кожну конкретну продуктивність (крутний момент і швидкість обертання). Однак гідравлічна вісь може споживати енергію відповідно до потреб з гідравлічного акумулятора рідини, зменшуючи встановлену вхідну потужність до 80%.

Допоміжні приводи

Різноманітні приводи відповідають можливостям, необхідним для застосування допоміжного приводу. У всьому спектрі функцій допоміжного приводу у верстатах немає ні суттєвої тенденції, ні певних перевірених часом пристроїв, що виділяються. Вибір залежатиме від застосування.

Нерідко одна група машин із замкнутою послідовністю функцій поєднує різноманітні приводи. Є приклади цього в застосуваннях, де електромеханічні приводи для вертикально або діагонально переміщених кареток використовуються в поєднанні з гідравлічною або пневматичною компенсацією ваги. Тут компенсацію ваги можна розуміти як пасивний допоміжний привід у найширшому сенсі, його завданням є компенсація сили ваги переміщуваної маси. Компенсацію ваги можна досягти кількома способами, популярною є гідравлічна система з гідроакумулятором. Якщо сила ваги, яка потребує компенсації, невелика, цю функцію може виконувати пневматична газова пружина. Переваги цих рішень полягають у їхній адаптивній динамічній поведінці, а також у сприятливому енергетичному балансі.

Пневматичні приводи ідеально підходять для використання в маніпуляційно-транспортних пристроях завдяки їхній малій вазі, простій структурі керування та швидкості їхніх рухів. Ці характеристики застосовуються до вузлів подачі та навантаження для менших мас, які інтегровані в потік заготовок виробничого процесу. Затискання інструментів та заготовок на верстатах має вирішальне значення, оскільки впливає на точність та повторюваність роботи. Гідравлічні затискачі являють собою особливий тип допоміжного приводу та використовуються в машинах з автоматичним завантаженням та розвантаженням заготовок, завдяки тому, що вони легко автоматизуються. Висока щільність зусилля затискних елементів сприяє конструюванню затискних пристроїв у найменших просторах.

Висновок

Існує ряд концепцій електричних, гідравлічних, електромеханічних та пневматичних приводів, доступних як рішення для завдань керування верстатами. Команда інженерів повинна вирішити, який тип концепції приводу підходить для завдання, враховуючи низку обмежень. Хороший постачальник автоматизації, який має досвід у всіх цих технологічних групах, розгляне та проконсультує клієнтів щодо цих рішень.