安陽市新程軸業(yè)機(jī)械有限公司

電主軸是在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)，電主軸它與直線電機(jī)技術(shù)、高速刀具技術(shù)一起，把高速加工推向一個新時代加工永磁電主軸。電主軸包括電主軸本身及其附件永磁電主軸，包括電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置等。電動機(jī)的轉(zhuǎn)子直接作為機(jī)床的主軸，主軸單元的殼體就是電動機(jī)機(jī)座，并且配合其他零部件，實現(xiàn)電動機(jī)與機(jī)床主軸的一體化。

電主軸的電動機(jī)均采用交流異步感應(yīng)電動機(jī)，由于是用在高速加工機(jī)床上，啟動時要從靜止迅速升速至每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)乃至數(shù)十萬轉(zhuǎn)，啟動轉(zhuǎn)矩大，因而啟動電流要超出普通電機(jī)額定電流5~7倍。其驅(qū)動方式有變頻器驅(qū)動和矢量控制驅(qū)動器驅(qū)動兩種永磁同步電主軸。變頻器的驅(qū)動控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動，輸出功率與轉(zhuǎn)矩成正比。機(jī)床新的變頻器采用先進(jìn)的晶體管技術(shù)，可實現(xiàn)主軸的無級變速。機(jī)床矢量控制驅(qū)動器的驅(qū)動控制為在低速端為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動，在中、高速端為恒功率驅(qū)動

(1)高速軸承技巧：電主軸通常采取復(fù)合陶瓷的材質(zhì)，的材質(zhì)使其耐磨耐熱，利用壽命也比傳統(tǒng)的軸承長。

(2)高速電機(jī)技巧：電主軸是電念頭與主軸融合在一起的產(chǎn)物，電念頭的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)局部永磁電主軸廠家，可能把電主軸看作一臺高速電念頭，要害技巧是高速度下的動均衡；

(3)潤滑：潤滑是一種技巧，須要按期以及定量，假如潤滑不到位會直接影響利用，每次正確地把持每次潤滑油的油量，太少會起不到潤滑作用；太多會在軸承高速旋轉(zhuǎn)時會因油的阻力而發(fā)熱；

(4)冷卻裝置：電主軸散熱很重要，通常須要裝置散熱冷卻裝置，堅持冷卻劑的溫度；

(5)內(nèi)置脈沖編碼器：為了實現(xiàn)主動換刀以及剛性攻螺紋，電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器，以實現(xiàn)正確的相角把持以及與進(jìn)給的配合；

電主軸三種控制方式的對比分析

 普通變頻為標(biāo)量驅(qū)動和控制，其驅(qū)動控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動，輸出功率和轉(zhuǎn)速成正比。普通變頻控制的動態(tài)性能不夠理想，在低速時控制性能不佳，輸出功率不夠穩(wěn)定，也不具備C軸功能。但價格便宜、結(jié)構(gòu)簡單，一般用于磨床和普通的高速銑床等。

   矢量控制技術(shù)模仿直流電動機(jī)的控制，以轉(zhuǎn)子磁場定向，用矢量變換的方法來實現(xiàn)驅(qū)動和控制，具有良好的動態(tài)性能。矢量控制驅(qū)動器在剛啟動時具有很大的轉(zhuǎn)矩值，加之電主軸本身結(jié)構(gòu)簡單，慣性很小，故啟動加速度大，可以實現(xiàn)啟動后瞬時達(dá)到允許極限速度。這種驅(qū)動器又有開環(huán)和閉環(huán)兩種，后者可以實現(xiàn)位置和速度的反饋，不僅具有更好的動態(tài)性能，還可以實現(xiàn)C軸功能；而前者動態(tài)性能稍差，也不具備C軸功能，但價格較為便宜。

   直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制技術(shù)之后發(fā)展起來的又一種新型的交流調(diào)速技術(shù)，其控制思想新穎，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔明了，更適合于高速電主軸的驅(qū)動，更能滿足高速電主軸高轉(zhuǎn)速、寬調(diào)速范圍、高速瞬間準(zhǔn)停的動態(tài)特性和靜態(tài)特性的要求，已成為交流傳動領(lǐng)域的一個熱點技術(shù)。

   通過對比可以看出，直接轉(zhuǎn)矩控制這一控制方式更適合電主軸的驅(qū)動，設(shè)計的電主軸直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)具有良好的動靜態(tài)特性，將直接轉(zhuǎn)矩控制方法應(yīng)用于電主軸驅(qū)動控制系統(tǒng)是可行的，較適應(yīng)高速數(shù)控機(jī)床驅(qū)動控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)要求。

電主軸在數(shù)控機(jī)床中的作用越來越重要，主要是因為現(xiàn)在的機(jī)械加工工藝要求的主軸轉(zhuǎn)速越來越高，因此高轉(zhuǎn)速越來越成為衡量一個產(chǎn)品水平的標(biāo)志。誰先采用了更高轉(zhuǎn)速的主軸，誰便在激烈的競爭中擁有了一張硬牌。因此電主軸發(fā)展的趨勢就是：以廠家生產(chǎn)的高質(zhì)量的電主軸取代各機(jī)床廠家自己生產(chǎn)的傳統(tǒng)主軸，從而提高數(shù)控機(jī)床的轉(zhuǎn)速，加強數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的競爭力。

冷卻裝置。我們都知道在電主軸工作的時候，它的工作速度和旋轉(zhuǎn)速度是非常快的，這樣當(dāng)電主軸在高度運轉(zhuǎn)的時候，它表面的溫度就會大大的，因此為了確保電主軸能夠正常的工作并且避免因溫度過高而產(chǎn)生一定的損害，我們需要做到在電主軸工作的時候能夠有效的進(jìn)行散熱操作，這樣我們就可以在電主軸的外壁上接通一些可以進(jìn)行循環(huán)操作的冷卻劑，而冷卻裝置的作用就是保持這些冷卻劑的溫度時刻保持在很低的溫度狀態(tài)。

內(nèi)置的脈沖編碼器。一般來講，在建肯電主軸工作的時候，為了確保可以實現(xiàn)不需要任何外力的幫助就可以進(jìn)行自動的換刀操作或者是自動進(jìn)行一些剛性攻螺紋的生產(chǎn)，我們就需要在電主軸的內(nèi)部安裝一個內(nèi)置的脈沖編碼器，這樣在電主軸工作的時候，脈沖編碼器就可以非常準(zhǔn)確的控制器電主軸的相角并且實現(xiàn)進(jìn)給的有效配合。