海德汉:知道这个秘密吗?进给轴电机对精度有决定影响?!

国际金属加工网 2019年10月16日

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高精度和高表面质量是高质量生产的目标。进给轴电机有决定性的影响。

为保持领先的生产质量,加工生产企业需要为机床、带特殊功能和选装项的数控系统测量技术刀具,当然也包括为提高员工素质投入大量时间和资金。不幸的是:进给轴电机几乎未受到重视,这种情况完全没有道理。为此,我们将说明其原因。

良好的加工效果需要机床全部部件间的协调配合。也包括进给轴电机。专用于机床的进给轴电机不仅需要平衡的刚性和良好的加速能力,还需要较低的扭矩波动。高精度的光学编码器和高机械刚性也是机床的突出优势。

而用于自动化系统的电机设计注重整体系统的加速能力。这些电机也允许较大的扭矩波动。如果将这些电机用于机床,将严重影响表面质量。

-   抗干扰  -

如果一台大扭矩车牵引一辆轻型拖车,阵风或恶劣路况对整个系统的干扰小于同等扭矩的轻型车牵引的重型拖车。尽管轻型拖车比重型拖车更易于受这些因素的影响,但上述事实依然正确。这就是说,机床应使用尽可能大的电机驱动重量尽可能轻的工作台,以最大限度地减少对整个系统的干扰(如铣削力或工作台的振动)。

尽管电机转动惯量与负载十分不同,也需要降低控制环增益。增益的降低将导致刚性下降,整个系统对负载端破坏性干扰的响应更激烈。而且,较高转动惯量的电机设计与尽可能高的加速能力相矛盾。由于电机本身的转动惯量越高,必须用更大的扭矩才能按照要求加速整个系统,包括电机和被驱动的负载。然而,这将直接影响成本,因为电机的最大扭矩越高,需要的磁体材料越多或质量越高,因此电机价格越贵。

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样件加工的轮廓误差测量值:

低扭矩波动的海德汉进给轴电机(绿线)

适配调整的偏差较大的电机(红线)

轮廓误差的放大倍数:1000

-   电机转速的稳定性  -

除外部干扰外,电机本身对系统也有干扰,进而影响加工质量和工件表面质量。理论上,其重要原因是电机的扭矩波动,即电机轴在一圈转动过程中产生的电机扭矩偏差。

测试表明扭矩波动的影响不仅体现在测量数据上,也体现在样件表面的视觉效果上。采用特别为机床进给轴优化设计的进给轴电机,平斜面上无可见的暗区。也就是说,如果选择自动化用的进给轴电机并将其适配调整后用于机床,扭矩波动的影响在斜面上的暗区明显可见。

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基于如上抗干扰和电机转速的稳定性两个角度的测试数据得出,选择合适的进给轴电机是如此的至关重要!对于此,不知道您有什么想法和建议呢?

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雷尼绍

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