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從高速加工中心不斷創(chuàng)新的過程中可以看出，充分利用當(dāng)今技術(shù)領(lǐng)域里的成就，特別是利用驅(qū)動技術(shù)和控制技術(shù)的成果，是不斷提高加工中心高速性能、動態(tài)特性和加工精度的關(guān)鍵。

 

近十年來，驅(qū)動技術(shù)和控制系統(tǒng)的長足進(jìn)步，推動了加工中心結(jié)構(gòu)的不斷創(chuàng)新和性能的不斷提高。電主軸、直線電機(jī)、轉(zhuǎn)矩電機(jī)和快速數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用對提高加工中心的高速、高動態(tài)和高加工精度起了決定性的作用。

 

直線電機(jī)

 

目前，模具加工用的高速加工中心多數(shù)還是采用伺服電機(jī)和滾珠絲杠來驅(qū)動直線坐標(biāo)軸，但部分加工中心已采用直線電機(jī)，由于這種直線驅(qū)動免去了將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動的傳動元件，從而可顯著提高軸的動態(tài)性能、移動速度和加工精度。

 

采用直線電機(jī)驅(qū)動的機(jī)床可顯著提高生產(chǎn)率。例如在加工電火花加工用的電極時(shí)，加工時(shí)間要比采用傳統(tǒng)高速銑床減少50%。

 

直線電機(jī)可以顯著提高高速機(jī)床的動態(tài)性能。由于模具大多數(shù)是三維曲面，刀具在加工曲面時(shí)，刀具軸要不斷進(jìn)行制動和加速。只有通過較高的軸加速度才能在很高的軌跡速度情況下，在較短的軌跡路徑上確保以恒定的每齒進(jìn)給量跟蹤給定的輪廓。如果曲面輪廓的曲率半徑愈小，進(jìn)給速度愈高，那么要求的軸加速度愈高。因此，機(jī)床的軸加速度在很大程度上影響到模具的加工精度和刀具的耐用度。

 

轉(zhuǎn)矩電機(jī)

 

在高速加工中心上，回轉(zhuǎn)工作臺的擺動以及叉形主軸頭的擺動和回轉(zhuǎn)等運(yùn)動，已廣泛采用轉(zhuǎn)矩電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)矩電機(jī)是一種同步電機(jī)，其轉(zhuǎn)子直接固定在所要驅(qū)動的部件上，所以沒有機(jī)械傳動元件，它像直線電機(jī)一樣是直接驅(qū)動裝置。轉(zhuǎn)矩電機(jī)所能達(dá)到的角加速度要比傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿傳動高6倍，在擺動叉形主軸頭時(shí)加速度可達(dá)到3g。由于轉(zhuǎn)矩電機(jī)可達(dá)到的靜態(tài)和動態(tài)負(fù)載剛性，從而提高了回轉(zhuǎn)軸和擺動軸的定位精度和重復(fù)精度。

 

目前，已有部分廠家的高速加工中心，已采用直線電機(jī)和轉(zhuǎn)矩電機(jī)來分別驅(qū)動直線軸(X/Y/Z)和回轉(zhuǎn)擺動軸(C和A)。

 

應(yīng)該提及的是，直接驅(qū)動的直線軸與直接驅(qū)動的回轉(zhuǎn)軸相組合，使機(jī)床所有的運(yùn)動軸具有較高的動態(tài)性能和調(diào)節(jié)特性，從而為高速度、高精度和高表面質(zhì)量加工模具自由曲面提供了*條件。