ประเภท Spindle Drive ของ CNC Machining Center

ตัวขับเคลื่อนหลักของเครื่องมือกล CNC ต้องใช้ช่วงการควบคุมความเร็วที่สูงเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถเลือกปริมาณการตัดที่เหมาะสมได้ในระหว่างการประมวลผล เพื่อให้ได้ผลผลิต ความแม่นยำในการประมวลผล และคุณภาพพื้นผิวที่ดีที่สุด การเปลี่ยนความเร็วของเครื่องมือเครื่อง CNC จะดำเนินการโดยอัตโนมัติตามคำแนะนำในการควบคุม ดังนั้นกลไกการขับเคลื่อนหลักจะต้องปรับให้เข้ากับข้อกำหนดของการทำงานอัตโนมัติ

มีกลไกขับเคลื่อนแกนหมุนทั่วไปสามประการ:

กลไกการขับเคลื่อนเกียร์

วิธีการส่งสัญญาณนี้พบได้ทั่วไปในขนาดใหญ่และขนาดกลาง เครื่องมือเครื่องซีเอ็นซี- โดยตระหนักถึงการเปลี่ยนแปลงความเร็วทีละขั้นตอนหรือการเปลี่ยนแปลงความเร็วแบบไม่มีขั้นตอนแบบแบ่งส่วนของสปินเดิล ในขณะที่การส่งผ่านเฟืองหลายคู่เสร็จสิ้น ทำให้มั่นใจได้ว่าสามารถตอบสนองความต้องการของคุณลักษณะแรงบิดเอาท์พุตของสปินเดิลที่ความเร็วต่ำ การเปลี่ยนเกียร์แบบเลื่อนส่วนใหญ่ทำได้โดยส้อมไฮดรอลิกหรือด้วยเกียร์ขับเคลื่อนของกระบอกไฮดรอลิกโดยตรง

แม้ว่าวิธีการส่งผ่านนี้จะมีประสิทธิภาพมาก แต่ก็เพิ่มความซับซ้อนของระบบไฮดรอลิกของเครื่องมือเครื่อง CNC และสัญญาณไฟฟ้าที่ส่งโดยอุปกรณ์ CNC จะต้องถูกแปลงเป็นการกระทำทางกลของโซลินอยด์วาล์วก่อน จากนั้นจึงกระจายน้ำมันแรงดัน ไปยังกระบอกสูบไฮดรอลิกที่สอดคล้องกัน จึงเพิ่มการเชื่อมโยงระดับกลางของการเปลี่ยนแปลงความเร็ว นอกจากนี้การสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนที่เกิดจากการส่งสัญญาณของกลไกการส่งกำลังนี้ก็มีขนาดใหญ่เช่นกัน

กลไกการขับเคลื่อนสายพานแบบซิงโครนัส

สายพานขับแบบซิงโครนัสส่วนใหญ่จะใช้ในเครื่องมือเครื่อง CNC ขนาดเล็ก สามารถหลีกเลี่ยงการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนที่เกิดจากการส่งผ่านเกียร์ได้ แต่จะใช้ได้กับสปินเดิลที่มีคุณลักษณะแรงบิดต่ำเท่านั้น

ระบบขับเคลื่อนสายพานแบบซิงโครนัสเป็นระบบขับเคลื่อนรูปแบบใหม่ที่ผสมผสานข้อดีของสายพานและโซ่เข้าด้วยกัน พื้นผิวการทำงานของสายพานและวงกลมด้านนอกของรอกถูกสร้างขึ้นให้เป็นรูปฟัน และรอกและฟันเฟืองจะเชื่อมต่อกันเพื่อให้การส่งผ่านฟันลื่น ชิ้นส่วนภายในของสายพานซิงโครนัสใช้ชั้นวัสดุที่แข็งแกร่งซึ่งไม่ยืดออกอย่างยืดหยุ่นหลังแบริ่ง เพื่อรักษาระยะพิทช์ของสายพานไม่เปลี่ยนแปลง เพื่อให้สามารถขับเคลื่อนรอกหลักและรอกรองได้พร้อมกันโดยไม่ลื่นหลุด เมื่อเปรียบเทียบกับระบบขับเคลื่อนด้วยสายพานและเกียร์ทั่วไป ระบบขับเคลื่อนด้วยสายพานแบบซิงโครนัสมีข้อดีดังต่อไปนี้

(1) ไม่มีสลิป อัตราการส่งที่แม่นยำ

(2) ประสิทธิภาพการส่งผ่านสูงถึง 98% หรือมากกว่า

(3) การใช้งานที่หลากหลาย ความเร็วสูงสุด 50 ม./วินาที อัตราการส่งข้อมูลสูงสุดประมาณ 10 และกำลังการส่งจากไม่กี่วัตต์ไปจนถึงหลายกิโลวัตต์

(4) การส่งผ่านที่ราบรื่นและมีเสียงรบกวนต่ำ

(5) บำรุงรักษาง่าย ไม่จำเป็นต้องหล่อลื่น

ข้อเสียของสายพานขับแบบซิงโครนัสคือข้อกำหนดด้านระยะห่างจากศูนย์กลางเข้มงวดระหว่างการติดตั้ง กระบวนการผลิตสายพานและรอกมีความซับซ้อนและต้นทุนสูง

ขับตรงด้วยมอเตอร์

มอเตอร์ในระบบส่งกำลังของมอเตอร์ขับเคลื่อนเรียกอีกอย่างว่าสปินเดิลไฟฟ้าซึ่งมีสเตเตอร์ของมอเตอร์ติดอยู่ และโรเตอร์และสปินเดิลได้รับการออกแบบในลักษณะบูรณาการ วิธีนี้ทำให้โครงสร้างของกล่องแกนหมุนและแกนหมุนง่ายขึ้นอย่างมาก ช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งของส่วนประกอบแกนหมุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่แรงบิดเอาต์พุตมีน้อย และการสร้างความร้อนของมอเตอร์มีผลกระทบต่อความแม่นยำของแกนหมุนมากขึ้น

ข้อดีของมันคือส่วนประกอบของแกนหมุนมีโครงสร้างที่กะทัดรัด ความเฉื่อยต่ำ และมีมวลน้อย ซึ่งสามารถปรับปรุงลักษณะการตอบสนองของการสตาร์ทและการหยุด และเอื้อต่อการควบคุมการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน ข้อเสียคือความร้อนที่เกิดจากการทำงานของมอเตอร์ทำให้สปินเดิลเกิดการเสียรูปเนื่องจากความร้อน ดังนั้นประเด็นสำคัญของการใช้สปินเดิลของมอเตอร์ในตัวระหว่างการควบคุมอุณหภูมิและความเย็น การประกอบสปินเดิลของแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แนวตั้งที่พัฒนาขึ้นในญี่ปุ่นมีความเร็วสูงสุด 50,000r/นาทีสำหรับสปินเดิลมอเตอร์ในตัว