主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式,使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来,因此可做成“主轴单元”,俗称“电主轴”(ElectricSpindle,高速电主轴,Motor Spindle)。由于当前电主轴主要采用的是交流高频电动机,故也称为“高频主轴”(High FrequencySpindle)。由于没有中间传动环节,有时又称它为“直接传动主轴”(Direct Drive Spindle)。
电主轴控制:目前主要有普通变频驱动和控制、矢量控制驱动器的驱动和控制以及直接转矩控制三种控制方式。矢量控制技术模仿直流电动机的控制,高速电主轴价格,以转子磁场定向,用矢量变换的方法来实现驱动和控制,具有良好的动态性能。矢量控制驱动器在刚启动时具有很大的转矩值,加之电主轴本身结构简单,惯性很小,故启动加速度大,可以实现启动后瞬时达到允许极限速度。这种驱动器又有开环和闭环两种,高速电主轴厂,后者可以实现位置和速度的反馈,不仅具有更好的动态性能,还可以实现C轴功能;而前者动态性能稍差,也不具备C轴功能,高速电主轴厂家,但价格较为便宜。
高速轴承技术:电主轴通常采用动静压轴承、复合陶瓷轴承或电磁悬浮轴承。动静压轴承具有很高的刚度和阻尼,能大幅度提高加工效率、加工质量、延长刀具寿命、降低加工成本,这种轴承寿命多半无限长。复合陶瓷轴承目前在电主轴单元中应用较多,这种轴承滚动体使用热压Si3N4陶瓷球,轴承套圈仍为钢圈,标准化程度高,对机床结构改动小,易于维护。
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