卧式加工中心机如何选择电主轴

电主轴是近年来数控机床领域中机床主轴与主轴电机相结合的一种新技术。主轴是一组部件，包括电主轴本身及其附件：电主轴高频变频器、润滑油雾冷却装置编码器、内换刀等。这种主轴电机与主轴的“组合”传动结构、主轴部件和传动系统相对独立于机床的整体结构，故可制成“主部件”，俗称“头”、典型、高精度环、低噪声带锁结构，更适合喷雾润滑。

主轴电机是主轴电机新技术在数控机床领域的融合。这种直线电机技术和刀具高速、高速加工的新技术是，它包括主轴本身及其附件主轴部件：高频主轴单元、反相、喷淋润滑装置冷却装置的变化、集成。编码器和类似工具。电机转子直接用作机床主轴。主轴单元的外壳是电机的底座，其他部件用于实现电机与机床主轴的一体化。

随着电气传动技术(变频调速技术、变频技术等)的迅速发展和成熟，高速数控机床的主要机械传动结构大大简化，滑轮齿轮基本被淘汰。机床主轴由内置电机直接驱动，使机床主传动链长度缩短至零，执行机床的“零驱动”。将机床的主轴电机和主轴组合成传动结构，使主轴的部件相对独立于传动系统和机床的整体结构，从而成为“主轴单元”，俗称“电主轴”。由于目前电主轴主要采用高频交流电机，故又称为“高频主轴”。由于没有中间传动环节，所以有时被称为“直接传动主轴”。

电主轴结构：电主轴包括主轴电机，轴承箱、机组外壳、主轴驱动模块和冷却装置。电机转子通过压力调节方法与主轴集成，主轴由前轴承和后轴承支撑。电机定子通过冷却套安装在主轴装置的壳体中。主轴的位移由主轴驱动模块控制，主轴单元中的温升受到冷却装置的限制。在主轴后端，安装角位移传感器时，刀具安装有锥形内孔和前端面。

电主轴驱动：

电动主轴电机采用异步交流感应电机。由于用于高速处理的机器，失业率需要加速每分钟数万转甚至数十万转的开始。起动转矩很大，超过了起动电流。普通电机的额定电流为5-7倍。驱动方式由变频器和矢量控制器控制。逆变器的控制特性是恒转矩，输出功率与转矩成正比。最新的机床变频器采用先进的晶体管技术实现主轴转速的连续变化。机器矢量控制单元的控制是低速端的恒转矩单元和高速端的恒功率单元。

在数控机床中，电主轴通常采用变频调速的方式。目前，控制方法有三种：通用变频单元和控制矢量控制单元、控制和直接转矩控制。

转换频率是一个公共单元，标量控制和特征控制单元是一个恒转矩单位，输出功率与转速成正比。普通变频控制的动态性能不理想。低速控制性能差，输出功率不稳定，C轴功能不可用。但价格便宜。它结构简单，常用于磨床和普通高速磨床。

矢量控制技术模拟直流电机的控制，以转子磁场为导向。矢量变换方法用于驱动和控制，具有良好的动态性能。控制器矢量控制在起动时具有较大的转矩值，电主轴本身结构简单，惯性小，起动加速度大，一开始就可达到许用转速。这种控制器有开环和闭环两种类型。后者可以对位置和速度进行反馈。它不仅具有较好的动态性能，而且可以实现动态性能差、无轴功能C的第一轴C功能。但这很便宜。直接转矩控制是矢量控制技术发展起来的一种新型高性能交流调速技术。其思想是一种结构简单、清晰的新型控制系统，更适合驱动高速电主轴，能够满足高速电主轴的需要。几乎瞬时停车高速、高速范围和动态特性的高速静态特性已成为调速领域的热门技术。

电轴结构紧凑，重量轻，转动惯量小，噪音低，响应快，动力快，机械设计简单。它很容易定位在一个理想的结构，高速主轴单元轴。电主轴轴承采用的高速轴承技术具有耐磨、耐热等优点，其使用寿命是传统轴承的几倍。

数控机床主轴驱动方式：

1、有变速齿轮和大中型数控机床的主机使用这种变速模式。为了满足主轴低速时的输出转矩特性，采用了几对齿轮来降低转速和提高输出扭矩。

2、主传动采用皮带传动，主要用于高速机床。电机本身的调速可以满足要求，避免齿轮传动引起的振动和噪声。

3、用两台电机分别驱动主轴。前两种模式的混合驱动直接以高速驱动主轴。在低速时，另一个电机通过齿轮减速后驱动主轴。

4、包括主轴驱动电机，大大简化了主轴壳体和主轴的结构，有效提高了主轴部件的刚度，主轴的输出转矩小，对主轴有很大的影响。