粗看一眼機(jī)床，往往看不到安裝在內(nèi)的絕大部分的驅(qū)動(dòng)技術(shù)的細(xì)節(jié)。一臺(tái)加工中心的圖解，原理上顯示了選擇用于要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的主驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)器和輔助驅(qū)動(dòng)器的各種不同的可能性。在此，力士樂可以為機(jī)床提供驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)的完整解決方案。
主驅(qū)動(dòng)器
對(duì)于主驅(qū)動(dòng)器來(lái)說，最主要的是采用閉環(huán)控制的同步電機(jī)和異步電機(jī)。它們被作為組合式電機(jī)和封閉式電機(jī)使用在車床，銑床，磨床，以及加工中心里。
傳統(tǒng)的使用封閉式電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的主軸驅(qū)動(dòng)，很大部分是空氣冷卻的，他們的使用非常普遍。和電機(jī)主軸相比，在考慮到兩種系統(tǒng)次級(jí)費(fèi)用的情況下，它被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)的方案。變速箱的中間換檔使得一方面使轉(zhuǎn)速和扭矩可以和加工的需要相匹配，另一方面，變速箱產(chǎn)生不受歡迎的徑向力，噪聲和加劇磨損。
使用帶有主軸集成的組合式電機(jī)的主軸驅(qū)動(dòng)觀在技術(shù)水準(zhǔn)上已經(jīng)完全成熟。因?yàn)榭梢匀サ糇兯傧浜碗x合器，在這種驅(qū)動(dòng)中，可以實(shí)現(xiàn)沒有徑向力和完全中心的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它以長(zhǎng)時(shí)間的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)和最低磨損為標(biāo)志，特別適用于大功率的切削作業(yè)。
產(chǎn)生大扭矩目前還很復(fù)雜，要么必須在主軸上集成一個(gè)（行星輪）變速器，要么必須選擇大功率電機(jī)。為了進(jìn)行預(yù)防性的維護(hù)和維修，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出作為標(biāo)準(zhǔn)件的集成在軸上的監(jiān)控 傳感器，用于進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)采集，而使用油、空氣或者乙二醇進(jìn)行冷卻則是必不可少的！
進(jìn)給驅(qū)動(dòng)器
進(jìn)給驅(qū)動(dòng)可以采用機(jī)電一體化或者液壓系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)不同的特定驅(qū)動(dòng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行選擇。
現(xiàn)在世界上的機(jī)電一體化進(jìn)給驅(qū)動(dòng)絕大部分使用帶有滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的伺服電機(jī)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)。與主驅(qū)動(dòng)器不同，在這里，從對(duì)定位精度，同步和動(dòng)態(tài)性能的高要求的角度出發(fā)，首選同步封閉式電機(jī)。
這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由于其很高的靜態(tài)剛度，可以應(yīng)用在很許多領(lǐng)域并已經(jīng)成為傳統(tǒng)方案，但是，磨損很大，根據(jù)安裝情況和所要產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小，伺服電機(jī)直接或者通過一條齒型帶與主軸相連。
盡管電機(jī)直線電機(jī)的原理在十九世紀(jì)就已經(jīng)發(fā)明，但是，這種技術(shù)直到九十年代才開始在機(jī)床上應(yīng)用。當(dāng)時(shí)力士樂為第一批系列機(jī)床配備了直線電機(jī)。這種驅(qū)動(dòng)器的無(wú)磨損，高強(qiáng)度和高動(dòng)態(tài)的組合特性受到了普遍的歡迎。因此，與可比較的帶有間接位移測(cè)量系統(tǒng)的滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)相比，它能夠保證具有高精度的長(zhǎng)期無(wú)故障運(yùn)行。
使用的局限性一方面在于驅(qū)動(dòng)器的承載能力：因此，對(duì)于有大切削力的場(chǎng)合，放棄使用滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)或者液壓驅(qū)動(dòng)方案還是不可能的。另一方面在與其他涉及到的機(jī)器部件，例如，切削護(hù)罩的最大允許移動(dòng)速度以及導(dǎo)軌滑臺(tái)的阻尼性能也限制了驅(qū)動(dòng)器的使用界限。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與相關(guān)的投資成本相比較，也阻礙了這種驅(qū)動(dòng)技術(shù)目前為止在世界范圍的突破。
當(dāng)以考慮液壓進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)為主的時(shí)候，才采用這種驅(qū)動(dòng)。主要用在小安裝空間、要求高動(dòng)態(tài)特性或者大進(jìn)給驅(qū)動(dòng)力的場(chǎng)合。不言而喻，對(duì)于液壓進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說，必須能夠?qū)崿F(xiàn)微米級(jí)的精確定位。
具體的實(shí)際應(yīng)用一直要求液壓線性驅(qū)動(dòng)必須能長(zhǎng)期無(wú)間隙工作，并且比滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命更長(zhǎng)。對(duì)于電動(dòng)式進(jìn)給驅(qū)動(dòng)，必須安裝相應(yīng)的功率（力矩和轉(zhuǎn)速），而液壓驅(qū)動(dòng)軸則以壓力液體蓄能器中根據(jù)需要獲得能量，因此，安裝功率可以降低80%。
輔助驅(qū)動(dòng)器
輔助驅(qū)動(dòng)的方案非常多樣化，從機(jī)床上的輔助驅(qū)動(dòng)功能中可以看出明顯的趨勢(shì)，性能得到驗(yàn)證的方案被廣泛采用，根據(jù)是否可以最好的滿足當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)要求來(lái)進(jìn)行選擇。并不奇怪，在一個(gè)機(jī)械制造單元中使用不同類型的驅(qū)動(dòng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的功能流程，舉例來(lái)說，在一個(gè)直立或者是傾斜運(yùn)動(dòng)的機(jī)器滑臺(tái)上使用機(jī)電一體化驅(qū)動(dòng)，再與液壓的或者氣動(dòng)的重量補(bǔ)償裝配合使用。進(jìn)一步說，可以將這里重量補(bǔ)償裝置看作是被動(dòng)的輔助驅(qū)動(dòng)器，它的任務(wù)是補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)部件的重力。它有很多種類型，帶壓力油蓄能器的液壓方案被廣泛采用。對(duì)于較小的補(bǔ)償重力，可以使用一個(gè)氣動(dòng)的氣體彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償功能。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是，很好的動(dòng)態(tài)匹配特性和較低的能量消耗。
氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由于它很小的自重，簡(jiǎn)單的控制結(jié)構(gòu)和快速移動(dòng)特性，而非常適合在搬運(yùn)裝置中安裝。適合于小重物的上料和裝載裝置中，因此，可以集成在加工流程的工件轉(zhuǎn)運(yùn)中。
在機(jī)床中，刀具和工件的裝夾意義非常重大，因?yàn)檠b夾流程的準(zhǔn)確性和重復(fù)精確性對(duì)加工結(jié)果的質(zhì)量有決定性的影響。
液壓緊夾系統(tǒng)也屬于輔助驅(qū)動(dòng)的一種類型，并且由于它的很好的自動(dòng)化性能而主要用在無(wú)人操作的工件上料和下料的機(jī)器上。
夾緊部件的大的夾緊力密度使得夾具的結(jié)構(gòu)可以做到最小。
總 結(jié)
對(duì)于機(jī)床的驅(qū)動(dòng)方案，有很多的驅(qū)動(dòng)方案可供使用，它們是，電驅(qū)動(dòng)，液壓驅(qū)動(dòng)，機(jī)電一體化驅(qū)動(dòng)和氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方案。
考慮到很多的應(yīng)用條件，機(jī)器設(shè)計(jì)者及其團(tuán)隊(duì)必須作出決定，什么類型的驅(qū)動(dòng)方式適用于什么類型的驅(qū)動(dòng)任務(wù)，為此，力士樂有義務(wù)給我們的客戶提供咨詢。■
