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多軸自動機(jī)床將多個加工操作集成在一起，以減少操作時間和工作空間。本文重點(diǎn)介紹了來自Kollmorgen的AKM伺服電機(jī)如何為數(shù)控多軸機(jī)床制造商提供金屬切削的全方位解決方案。

MS40C-8，是一臺由數(shù)控機(jī)床領(lǐng)導(dǎo)品牌INDEX生產(chǎn)的8軸金屬切削機(jī)床，用于復(fù)雜零件的全自動化加工。它由Kollmorgen提供伺服技術(shù)驅(qū)動，被認(rèn)為是金屬加工領(lǐng)域真正的全方位解決方案提供者。
    雙四軸加工在生產(chǎn)成本效益高的簡單零件時，產(chǎn)量可以達(dá)到兩倍。INDEX提供的解決方案既可用于大批量生產(chǎn)精密零件，同時，因?yàn)槠湓O(shè)置調(diào)整時間非常短，也同樣適用于較小批量零件的生產(chǎn)。“我們是數(shù)控多軸機(jī)床的先驅(qū)，”INDEX數(shù)控多軸機(jī)床開發(fā)與設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人Karl-Heinz Schumacher說。目前全世界有數(shù)千臺這樣的機(jī)床在使用。
針對尺寸精度的要求
    INDEX同時專注于銷售標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床和為客戶提供配置齊全的特殊機(jī)床這兩個方面。多軸數(shù)控機(jī)床主要用于生產(chǎn)將來會裝配在車輛系統(tǒng)中的一些零件。其中包括：注射泵組件、閥門針、小齒輪或噴油器噴嘴——所有這些零件的特征是具有公差等級為IT5級的精度要求。
    INDEX MS40C-8多軸自動車床的核心部件是緊湊型主軸鼓輪，帶有8個采用同步驅(qū)動技術(shù)，并采用液體冷卻的電主軸。這些電主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到7,000 rpm，功率達(dá)到24kW，扭矩高達(dá)57Nm。這些電主軸具有無級變速控制，高扭矩和緊湊設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，并且不需要維護(hù)。由于主軸和刀架數(shù)量的增加，MS40C-8完全能夠在一個工序中加工高度復(fù)雜的零件。機(jī)床有兩個同步驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)主軸，每個主軸都有7把刀具進(jìn)行加工，其中4把可以是動力刀具。另外，機(jī)床的另一大特點(diǎn)是2把刀具在工件上進(jìn)行同步切削。
完美的工件加工流程
    在任何情況下，MS40C-8的最佳速度和進(jìn)給速率都可以根據(jù)每個主軸的位置和切削刃的不同進(jìn)行配置，甚至在切削過程中也可進(jìn)行修改。集成在主軸鼓輪中的8個液體冷卻的電主軸都非常靈活，無需維護(hù)，并由同步電機(jī)驅(qū)動。INDEX機(jī)床系統(tǒng)中的同步驅(qū)動電機(jī)還具有高質(zhì)量的控制機(jī)制和高扭矩密度的優(yōu)勢。最優(yōu)的功率-體積比使得INDEX在設(shè)計(jì)過程中可以采用較小的驅(qū)動器配合使用。合理的使用工作空間，在緊湊的工作區(qū)域內(nèi)將顯得尤為重要。

沒有齒輪就意味著運(yùn)動部件更少，不但可以將傳動間隙改善為零，而且還可提高驅(qū)動系統(tǒng)的整體剛度。

 Kollmorgen的AKM伺服電機(jī)被安裝在機(jī)床十字滑架上，INDEX使用它來驅(qū)動刀具的定位軸。AKM的扭矩密度允許INDEX在無齒輪傳動的情況下將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動，采用滾珠軸承的主軸即可直接連接到電機(jī)軸。“沒有齒輪就意味著運(yùn)動部件更少，不但可以將傳動間隙改善為零，而且還可提高了驅(qū)動系統(tǒng)的整體剛度。” Kollmorgen的Metin Han說。作為大客戶經(jīng)理，他接到了INDEX的要求，并設(shè)計(jì)出合理的解決方案。“我們需要零間隙和高剛性的切削，主要是多頭螺紋切削，因此刀具需要始終在螺紋連接上精確地完成下一個加工步驟。”Schumacher解釋道。在工作區(qū)域內(nèi)直接驅(qū)動

 AKM伺服電機(jī)是專門針對INDEX的需求而設(shè)計(jì)的，并經(jīng)過嚴(yán)格的IP67防護(hù)測試，旨在盡可能保持工作區(qū)域的可靠性。電機(jī)可以直接安裝在十字滑軌上，這樣可以將該單元直接引入到加工區(qū)域而不會影響其使用壽命。“這是AKM伺服電機(jī)的一個優(yōu)勢”，Schumacher說。這樣就只留下了連接電纜。如果這些電纜也長期暴露在外，將受到加工鐵屑的影響。因此，Kollmorgen將這些電纜放置在專為滿足INDEX需求而設(shè)計(jì)的金屬電纜管道中。這些設(shè)計(jì)安全地保護(hù)了伺服驅(qū)動器及其電纜，保證其在飛來飛去的鐵屑和工作區(qū)域內(nèi)壓力高達(dá)80巴的切削油的環(huán)境中而不受影響。

  雖然Kollmorgen的AKM伺服電機(jī)是為INDEX 的數(shù)控多軸機(jī)床而設(shè)計(jì)的，但它依然可以無縫地安裝到其他機(jī)床的整體自動化結(jié)構(gòu)中，無需耗費(fèi)時間進(jìn)行調(diào)整。通過DRIVE-CliQ進(jìn)行連接就是一個例子。它 使得AKM伺服電機(jī)的性能優(yōu)勢可以在金屬加工的Sinumerik控制單元中直接得到應(yīng)用，無需受制于連接技術(shù)。到目前為止，任何想要使用這些西門子系統(tǒng)專有電機(jī)以外的、由其他制造商生產(chǎn)的電機(jī)的客戶都必須依賴特殊且昂貴的DRIVE-CLiQ傳感器模塊。“DRIVE-CLiQ可用于AKM電機(jī)，允許我們繼續(xù)1：1地處理位置信號，無需任何SMC模塊——它們將耗費(fèi)了更多的空間和金錢，”Han補(bǔ)充道，“這使得我們可以在這個應(yīng)用中充分利用AKM伺服電機(jī)的性能優(yōu)勢。”
    與DRIVE-CliQ配合使用，是Kollmorgen的伺服電機(jī)如何適應(yīng)多樣化的數(shù)控技術(shù)和和自動化技術(shù)的一個例子—特別是在金屬加工領(lǐng)域。這兩者的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)在機(jī)床的封閉系統(tǒng)之外使用驅(qū)動器，而不會帶來任何不便，更不會損失任何的性能優(yōu)勢。