德國舍弗勒集團(Schaeffler Group)開發出了“RE”系列馬達和“YRTS”系列軸承,可構成適用于5軸控制加工中心(MC)的高速薄型旋轉工作臺,并在2006年9月6日~13日于美國芝加哥舉辦的“2006芝加哥國際機械制造技術(機床)展覽會(IMTS2006)”上進行了展示(圖1)。由于可將轉速提高到過去的20倍以上,因此可設計出除分度功能外,還具備可用于車削的高速旋轉功能的旋轉工作臺。另外,通過采用超薄的馬達結構,并將傳感器內置到了軸承中,從而實現了旋轉工作臺的薄型化。由此可進一步擴大機床的加工范圍。
RE系列屬于直接驅動(DD)式馬達(圖2)。由隸屬于舍弗勒集團的德國IDAM公司開發。采用步進器在內側,轉子在外側的外轉子馬達。由于它屬于外轉子馬達,因此不僅圓周速度大,轉速得到了提高,而且還增大了扭矩。而且沒有減速器,因此它的優點是齒輪之間沒有齒間隙,即使高速旋轉,振動也不大。
由此就能提高旋轉工作臺的速度,與直徑395mm的軸承配合時最大轉速可達2000rpm。“相當于其他公司現有產品的20~30倍”(舍弗勒集團)。轉速較低時只能用于分度,而RE系列由于能夠實現高轉速,因此能夠生產具有旋轉功能、可對工件進行粗切削到精加工等所有車削作業的工作臺(圖3)。
旋轉工作臺的薄型化,一方面得益于沒有減速器的DD馬達結構,但最大的貢獻則來自于YRTS系列軸承。該系列由舍弗勒集團旗下的德國INA公司開發。其特點是內部裝有檢測旋轉位置的傳感器。具體來說,就是在內圈部分的墊圈外周面上設計了用于發送信號的磁柵。通過設計在傳感器外側的讀取單元接收磁柵信號,檢測旋轉位置。這種配置傳感器的結構被INA公司稱為“獨門技術”(舍弗勒集團)。
現有的旋轉工作臺通常會在馬達下方安裝旋轉編碼器。所以,除旋轉工作臺自身的厚度外,“包括散熱,需要一定的距離才能安裝,因而厚度會增大”(舍弗勒集團)。厚旋轉工作臺會使機床的加工區域縮小。如要擴大加工區域,必須加大機床尺寸。
除此之外,由于YRTS系列為中空設計,因此還有一個優點就是油壓裝置、夾具裝置,以及電線配置等設計自由度得到了提高。而現有的旋轉工作臺由于將中空部位的孔堵上了,因此無法采用這種設計。
客戶作為配件購買RE系列馬達和YRTS系列軸承后,工作臺部分要自行準備以后才可組成旋轉工作臺。2個系列的價格均取決于采購量和產品尺寸,具體面議。 |