粗看一眼機(jī)床，往往看不到安裝在內(nèi)的絕大部分的驅(qū)動技術(shù)的細(xì)節(jié)。一臺加工中心的圖解，原理上顯示了選擇用于要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動的主驅(qū)動器，進(jìn)給驅(qū)動器和輔助驅(qū)動器的各種不同的可能性。在此，力士樂可以為機(jī)床提供驅(qū)動和控制系統(tǒng)的完整解決方案。

 

主驅(qū)動器

 

對于主驅(qū)動器來說，最主要的是采用閉環(huán)控制的同步電機(jī)和異步電機(jī)。它們被作為組合式電機(jī)和封閉式電機(jī)使用在車床，銑床，磨床，以及加工中心里。

 

傳統(tǒng)的使用封閉式電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動的主軸驅(qū)動，很大部分是空氣冷卻的，他們的使用非常普遍。和電機(jī)主軸相比，在考慮到兩種系統(tǒng)次級費(fèi)用的情況下，它被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)的方案。變速箱的中間換檔使得一方面使轉(zhuǎn)速和扭矩可以和加工的需要相匹配，另一方面，變速箱產(chǎn)生不受歡迎的徑向力，噪聲和加劇磨損。

 

使用帶有主軸集成的組合式電機(jī)的主軸驅(qū)動觀在技術(shù)水準(zhǔn)上已經(jīng)完全成熟。因?yàn)榭梢匀サ糇兯傧浜碗x合器，在這種驅(qū)動中，可以實(shí)現(xiàn)沒有徑向力和完全中心的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，它以長時(shí)間的平穩(wěn)運(yùn)動和最低磨損為標(biāo)志，特別適用于大功率的切削作業(yè)。

 

產(chǎn)生大扭矩目前還很復(fù)雜，要么必須在主軸上集成一個（行星輪）變速器，要么必須選擇大功率電機(jī)。為了進(jìn)行預(yù)防性的維護(hù)和維修，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出作為標(biāo)準(zhǔn)件的集成在軸上的監(jiān)控 傳感器，用于進(jìn)行測量數(shù)據(jù)采集，而使用油、空氣或者乙二醇進(jìn)行冷卻則是必不可少的！

 

進(jìn)給驅(qū)動器

 

進(jìn)給驅(qū)動可以采用機(jī)電一體化或者液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)不同的特定驅(qū)動技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行選擇。

 

現(xiàn)在世界上的機(jī)電一體化進(jìn)給驅(qū)動絕大部分使用帶有滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的伺服電機(jī)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動。與主驅(qū)動器不同，在這里，從對定位精度，同步和動態(tài)性能的高要求的角度出發(fā)，首選同步封閉式電機(jī)。

 

這種驅(qū)動系統(tǒng)由于其很高的靜態(tài)剛度，可以應(yīng)用在很許多領(lǐng)域并已經(jīng)成為傳統(tǒng)方案，但是，磨損很大，根據(jù)安裝情況和所要產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小，伺服電機(jī)直接或者通過一條齒型帶與主軸相連。

 

盡管電機(jī)直線電機(jī)的原理在十九世紀(jì)就已經(jīng)發(fā)明，但是，這種技術(shù)直到九十年代才開始在機(jī)床上應(yīng)用。當(dāng)時(shí)力士樂為第一批系列機(jī)床配備了直線電機(jī)。這種驅(qū)動器的無磨損，高強(qiáng)度和高動態(tài)的組合特性受到了普遍的歡迎。因此，與可比較的帶有間接位移測量系統(tǒng)的滾珠絲杠傳動系統(tǒng)相比，它能夠保證具有高精度的長期無故障運(yùn)行。

 

使用的局限性一方面在于驅(qū)動器的承載能力：因此，對于有大切削力的場合，放棄使用滾珠絲杠傳動系統(tǒng)或者液壓驅(qū)動方案還是不可能的。另一方面在與其他涉及到的機(jī)器部件，例如，切削護(hù)罩的最大允許移動速度以及導(dǎo)軌滑臺的阻尼性能也限制了驅(qū)動器的使用界限。直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與相關(guān)的投資成本相比較，也阻礙了這種驅(qū)動技術(shù)目前為止在世界范圍的突破。

 

當(dāng)以考慮液壓進(jìn)給驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)為主的時(shí)候，才采用這種驅(qū)動。主要用在小安裝空間、要求高動態(tài)特性或者大進(jìn)給驅(qū)動力的場合。不言而喻，對于液壓進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)來說，必須能夠?qū)崿F(xiàn)微米級的精確定位。

 

具體的實(shí)際應(yīng)用一直要求液壓線性驅(qū)動必須能長期無間隙工作，并且比滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的使用壽命更長。對于電動式進(jìn)給驅(qū)動，必須安裝相應(yīng)的功率（力矩和轉(zhuǎn)速），而液壓驅(qū)動軸則以壓力液體蓄能器中根據(jù)需要獲得能量，因此，安裝功率可以降低80%。

 

輔助驅(qū)動器

 

輔助驅(qū)動的方案非常多樣化，從機(jī)床上的輔助驅(qū)動功能中可以看出明顯的趨勢，性能得到驗(yàn)證的方案被廣泛采用，根據(jù)是否可以最好的滿足當(dāng)前的驅(qū)動要求來進(jìn)行選擇。并不奇怪，在一個機(jī)械制造單元中使用不同類型的驅(qū)動技術(shù)來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的功能流程，舉例來說，在一個直立或者是傾斜運(yùn)動的機(jī)器滑臺上使用機(jī)電一體化驅(qū)動，再與液壓的或者氣動的重量補(bǔ)償裝配合使用。進(jìn)一步說，可以將這里重量補(bǔ)償裝置看作是被動的輔助驅(qū)動器，它的任務(wù)是補(bǔ)償運(yùn)動部件的重力。它有很多種類型，帶壓力油蓄能器的液壓方案被廣泛采用。對于較小的補(bǔ)償重力，可以使用一個氣動的氣體彈簧來實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償功能。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是，很好的動態(tài)匹配特性和較低的能量消耗。

 

氣動驅(qū)動系統(tǒng)由于它很小的自重，簡單的控制結(jié)構(gòu)和快速移動特性，而非常適合在搬運(yùn)裝置中安裝。適合于小重物的上料和裝載裝置中，因此，可以集成在加工流程的工件轉(zhuǎn)運(yùn)中。

 

在機(jī)床中，刀具和工件的裝夾意義非常重大，因?yàn)檠b夾流程的準(zhǔn)確性和重復(fù)精確性對加工結(jié)果的質(zhì)量有決定性的影響。

 

液壓緊夾系統(tǒng)也屬于輔助驅(qū)動的一種類型，并且由于它的很好的自動化性能而主要用在無人操作的工件上料和下料的機(jī)器上。

 

夾緊部件的大的夾緊力密度使得夾具的結(jié)構(gòu)可以做到最小。

 

總  結(jié)

 

對于機(jī)床的驅(qū)動方案，有很多的驅(qū)動方案可供使用，它們是，電驅(qū)動，液壓驅(qū)動，機(jī)電一體化驅(qū)動和氣動驅(qū)動方案。考慮到很多的應(yīng)用條件，機(jī)器設(shè)計(jì)者及其團(tuán)隊(duì)必須作出決定，什么類型的驅(qū)動方式適用于什么類型的驅(qū)動任務(wù)，為此，力士樂有義務(wù)給我們的客戶提供咨詢。