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舍弗勒 || 直驱转台和旋转轴的模块化设计,获得更高的性能和精度

2019-09-17


集成绝对测量系统的YRTCMA X-life轴向-径向圆柱滚子轴承

  
  在直接驱动转台和旋转类轴产品中,力矩电机、转台轴承和角度测量系统构成了一个复杂系统,在热流、齿槽、速度和加速度、刚度、摩擦力矩及定位精度等方面彼此影响,相互作用。如果三个部件均源自同一个供应商,并在同一个模块化系统中彼此完美匹配,将为客户带来诸多好处。针对这一需求,舍弗勒推出了三个力矩电机产品系列,应用范围极其广泛。此外,舍弗勒还有三个FAG轴承产品系列以及集成于轴承中的角度测量系统供客户选择。

  在许多应用领域特别是铣床的转台操作中,高速是用户追求的目标,但是他们不希望因此牺牲刚度。针对这一需求,舍弗勒采用新的塑料保持架、更坚固的轴承套圈和新的滚动体,对广受市场认可的YRT转台轴承进行了优化。与原先的YRT系列相比,优化后的YRTCX-life轴承可使速度和倾斜刚度分别提升高达80%和20%,使机床实现更高的切割性能及更高的精度。

  新款YRTCX-life转台轴承中还集成了角度测量系统(YRTCMA)。高精度内圈肩部带有尺寸刻度,确保运行准确无误。当转台倾斜时,还可以确保最高的测量精度。舍弗勒还为测量系统的安装设计了无需任何调整的测量头。此外,测量系统集成在转台轴承中,因此不需要昂贵的接地连接部件。

  YRTCMA轴承在功能安全方面符合所有通用的绝对测量协议要求,如EnDat2.2、DRIVECLiQ、Fanuc串行接口和SSi1VSS,因此能够集成到机床的标准控制系统中。转台轴承采用绝对值测量,无需进行参考运行找零位,最大限度地防止了设备碰撞。

  在可行范围内追求最高精度

  在机床加工中,高精度、低噪音的要求推动着力矩电机向着尽可能减少故障源和降低功率损耗的方向发展,这样机床制造商可以投入较低的成本来补偿潜在故障源导致的控制系统偏差。舍弗勒开发了SRV和HSRV电机来解决这一问题,比如减少在齿轮磨齿过程中因齿槽效应和力矩保持导致的偏差,甚至将其减少至接近零的水平。这两款产品采用双转子结构,可抵消相反的径向磁干扰力,这样从一开始就能够将旋转轴可能出现的倾斜控制在微米范围内。由于几乎不存在任何干扰力,电机对轴承预载荷的要求相对较低,进一步提升了加工质量。同时,轴承在运行过程中也会产生较少的摩擦热,从而减小了轴承预载荷和轴承刚度的波动

  车铣加工-大扭矩、高转速

  车铣复合加工的主要特点为加工轮廓精确,以及车削模式下运行速度高。从力矩电机开发商的角度来看,由于高极数电机的电流交变频率较高,因此对于直径超过500mm的转台,800rpm的转速在技术上非常具有挑战性。随着电机的热启动,这些对整个驱动装置带来了各种不良影响,包括轴承预载荷和刚度的改变等。针对这一应用,舍弗勒开发了RKI系列电机,并已经投放市场。考虑到上述情况,开发工作主要集中在不降低扭矩的同时扩大力矩电机的低速运行范围。为了达到这一目标,RKI电机配备了齿圈绕组和叠片式转子,以减少涡流损耗。

  与机床制造商建立合作开发关系

  当前,随着机床朝着高功率、高精度等方向的不断发展,客户越来越将电机和轴承视为功能单元。针对市场不断变化的需求,舍弗勒可以与客户一起,就热流仿真、轴承载变化、加速能力等技术细节展开深入探讨,开发各种类型的电机产品,满足他们的特定要求,甚至在技术上不断突破,与客户一起创新发展。

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