高速机床用直线电动机和精密高速滚珠丝杠副

技术分类: 紧固/连接/组装    来源:www.c-cnc.com  发表时间:2007-04-20
航空航天制造业中轻合金、薄壁、金属去除率大的整体构件“镂空”加工。例如美国CINCINNATI公司的“Hyper Mach”加工中心(46m);日本MAZAK公司的“HYPERSONIC 1400L超高速加工中心(见图4),x、y轴采用AC-LM,快进速度120m/min,能将整体铝块镂空成飞机零件(Z轴仍用PHS-BS)。
        要求高动态特性、低速和高速时的随动性、高灵敏的动态精密定位。例如,以Sodick为代表的新一代高性能CNC电加工机床、CNC超精密机床、新一代CPC曲轴磨床、凸轮磨床、CNC非园车床等。
       轻载、快速特种CNC装备。例如德国DMG的“DML80 Fine Cutting”激光雕刻、打孔机,比利时LVD公司的“AXEL3015S”激光切割机,MAZAK的“Hyper Cear510̶
1;高速激光加工机等。

图4 日本MAZAK公司Hypersonic 1400L型超高速龙门式加工中心。X、Y轴采用直线电动机驱动V=120m/min

图4 日本MAZAK公司Hypersonic 1400L型超高速龙门式加工中心。X、Y轴采用直线电动机驱动V=120m/min
 
       我们再来分析PHS-BS的最佳应用场合。虽然PHS-BS的DN值已经历了从7万到15万再到20万(22万)的提速进程,从表1可看出,由于存在纯机械传动的软肋,其线速度、加速度、行程范围的增加总是有限的。就以日本NSK公司的新一代BSS和S3系列为例,在其产品样本中介绍DN值达22万,若选用Φ40×20mm的产品,则Vmax=110m/min,因Nmax=5500转/分转速很高,行程范围受临界转速Nc的制约显然不可能太长。若采用大导程Φ40×40mm产品,则Vmax=220m/min,这显然又不能满足定位精度高的场合。能达到DN值22万从一个侧面反映了该企业的设计、制造水准。如果我们选择Φ40×20(双头)mm产品,在n≈4000~5000转/分,V=80~100m/min状态下使用,其安全性、可靠性、工作寿命均可高于预期值。事实上到目前为止,在高速高档CNC金切机床中(CNC成形机床除外)尚未见到要求快进速度V≥20m/min仍采用PHS-BS驱动的成功范例。
       据笔者调查分析:PHS-BS的最佳应用场合是:要求V=40~100m/min,加速度0.8~1.5(2.0)g,精度P3级以上,行程范围在3m以内的中档高速数控装备和部分高档数控装备。
       关于振兴和发展的思考
       最近在《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》中提出:“发展大型、精密、高速数控装备和数控系统及功能部件,改变大型、高精度数控机床大部分依赖进口的现状,满足机械、航空航天等工业发展的需要。”AC-LM和PHS-BS是大型、精密、特别是高速数控装备中十分重要的线性驱动功能部件。国家发改委主持制定的《数控机床发展专项规划》(草案)中把高速加工功能部件的开发、高速驱动技术、精密加工技术等列为关键技术。显然,尽快实现数控系统、电主轴、AC-LM和PHS-BS等主要功能部件的国产化、产业化,是振兴中国大型、精密、高速数控装备的当务之急。
       加快振兴、刻不容缓。在中国,用于实现高速驱动和精密定位的这两类功能部件的发展滞后于市场的需要,与海外存在明显差距。以PHS-BS为例,当海外都已推出第二代、第三代产品时,中国仍处在PHS-BS第一代产品研制的初始阶段,没有商品化。至于用来装备高速、高档数控机床的AC-LM,目前还没有一个技术实力雄厚、具备量产条件的企业向市场提供产品,尚未走出“学院模式”研究阶段。应当清醒地看到:刻不容缓地加快发展AC-LM和PHS-BS,是中国数控装备国产化、产业化的紧迫渴求,也是增强中国综合国力的时代需要。
       并肩发展,优势互补。虽然AC-LM和PHS-BS并行不悖地在发展,但是,不同的国家有不同的国情,不同企业各有长短,海外对待两种驱动方式的认知度、采用率也是有差异的。而中国的国情是:地大物不博、人口








1】【2】【3】【4】【5
收藏此页】【  】【打印】【关闭

精彩专题

超值订阅2009年度DESIGN NEWS China杂志

DESIGN NEWS China杂志向国内读者介绍国际上最先进的工业技术与设计,涉及电子/测试、运动控制/自动化、创新材料、工程软件/硬件、汽车设计等领域,现在订阅可获更多优惠…[ 详细内容 ]

浏览该文章的用户还看过

  • 文章
  • 论坛
  • 博客