電主軸三種控制方式的對比分析

 普通變頻為標量驅(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)簡單加工永磁電主軸，一般用于磨床和普通的高速銑床等永磁電主軸。

   矢量控制技術(shù)模仿直流電動機的控制，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)位置和速度的反饋永磁同步電主軸，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)簡潔明了永磁電主軸廠家，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)矩控制方法應用于電主軸驅(qū)動控制系統(tǒng)是可行的，較適應高速數(shù)控機床驅(qū)動控制系統(tǒng)的快速響應要求。

傳動結(jié)構(gòu)主軸常見使用在加工中心上的有三種，分別是皮帶傳動主軸、直結(jié)式主軸和電主軸這三種傳動結(jié)構(gòu)主軸是常見使用在數(shù)控加工中心上的，而齒輪傳動主軸就很少使用在數(shù)控加工中心上了，不過也有，比如使用在多頭加工中心上的比較常見。皮帶傳動主軸一般都是使用在小型加工中心和大型加工中心上；而直結(jié)式主軸和電主軸一般在高速加工中心比較常見使用。

高速主軸是高速切削機床的部件，隨著對主軸轉(zhuǎn)速要求的不斷提高，傳統(tǒng)的齒輪——皮帶變速傳動系統(tǒng)由于本身的振動、噪音等原因已不能適應要求，取而代之的是一種新穎的功能部件——電主軸，它將主軸電機與機床主軸合二為一，實現(xiàn)了主軸電機與機床主軸的一體化。電主軸采用了電子傳感器來控制溫度，自帶水冷或油冷循環(huán)系統(tǒng)，使主軸在高速旋轉(zhuǎn)時保持恒溫，一般可控制在20°~25°范圍內(nèi)某一設(shè)定溫度，精度為± 0.7°，同時使用油霧潤滑、混合陶瓷軸承等新技術(shù)，使主軸免維護、長壽命、高精度。

如何提高電主軸的國產(chǎn)化

由于電主軸的生產(chǎn)是一個跨行業(yè)的過程，需要多工種、多技術(shù)的配合，因此建立一個什么類型的企業(yè)才能滿足這些需要，是們探討的問題。

目前我國功能部件的生產(chǎn)廠家有4種類型：“院所型”，由研究所、大專院校以技術(shù)支撐發(fā)展而來的企業(yè)；“主廠型”，由主機廠逐步分離出來以生產(chǎn)某種功能部件為主發(fā)展起來的企業(yè)；“民企型”，在江浙一帶大量涌現(xiàn)的民營企業(yè)，以勞動密集型、單一品種為主；“外商合資或是獨資型”，生產(chǎn)部分較高水平的功能部件，但批量較小，沒有獨立的開發(fā)能力。

安陽市新程軸業(yè)機械有限公司主營電主軸、永磁電主軸、hsk主軸、高速電主軸、車床電主軸、磨削電主軸。軸承套圈仍為鋼圈，標準化程度高，對機床結(jié)構(gòu)改動小，易于維護。電磁懸浮軸承高速性能好，精度高，容易實現(xiàn)診斷和在線監(jiān)控，但是由于電磁測控系統(tǒng)復雜，這種軸承價格十分昂貴，而且長期居高不下，至今沒有得到廣泛應用。  

 高速電主軸有較高的運轉(zhuǎn)速度，同時，具有高精度運行、高加工效率的特點，但是，這些特點是建立在動平衡基礎(chǔ)上的。電主軸的運行狀態(tài)會受到諸多因素的影響，諸如制造因素，在主軸安裝的過程中產(chǎn)生誤差，或者存在材料不均勻的問題，必然會產(chǎn)生運行不平衡的問題。通常電主軸運行的過程中，運轉(zhuǎn)速度高可以超過 10000r/min，甚至可以達到60000 ～ 100000r/min。當主軸運轉(zhuǎn)的過程中，即便所存在的不平衡非常微小，都有可能影響主軸回轉(zhuǎn)的精度，甚至會影響軸承支承系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，所以，需要嚴格要求高速電主軸的動平衡精度。