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產品訊息
2020.04.21
高性能、高精度與模組化之直驅旋轉工作台軸關鍵零組件
關於直驅旋轉工作台和旋轉軸的應用,其中,直驅扭矩電機,旋轉工作台軸承與角度量測元件構成一個複雜的系統。電機熱傳導對流、齒槽效應、速度和加速度能力,軸承剛性、啟動摩擦轉矩和定位精度,彼此相互影響旋轉工作台的整體性能表現。因此,直驅扭矩電機、旋轉工作台軸承與角度量測元件來自同一個品牌,採用模組化系統設計,彼此完美匹配,對旋轉工作台性能提升是有利的。總部位於德國的舍弗勒工業事業部,可提供上述三項旋轉工作台的關鍵零組件:1. INA 品牌,旋轉工作台軸承,依照客戶的應用需求提供3種不同系列。2. INA 品牌,帶角度量測系統之旋轉工作台軸承(YRTCMA)。3. IDAM 品牌,直驅扭矩電機,依照客戶的應用需求提供3種不同系列。

高轉速及高剛性的旋轉工作台是市場的主流。舍弗勒 INA 使用新的塑料保持架,更堅固的軸承內、外圈和新的幾何形狀滾動體,優化現有的YRT轉台軸承。全新的YRTC X-life轉台軸承,速度提升80%,傾覆剛性提升20%的,使旋轉工作台提升更高的轉速、切削性能與加工精度。


YRTCMA系列旋轉工作台軸承,是將YRTC X-life旋轉工作台軸承整合絕對式量測系統一起使用。量測旋轉角度的標尺固定在高精度的內圈凸肩上,配合絕對式讀寫頭,可準確與真實的量測工作台旋轉角度。即使工作台傾斜時,亦可實現最高的測量精度。
 
YRTCMA提供常見的絕對測量協議,例如 : EnDat2.2,DRIVECLiQ,Fanuc串行接口和SSi1VSS,都是YRTCMA軸承具有的功能安全性。可直接與機床的控制系統整合。由於讀寫頭是屬絕對值量測,所以無需執行旋轉工作台的參考行程,為機器提供最大的碰撞保護。


工作轉台使用高精確度直驅扭矩電機

高精度和低噪聲是直驅扭矩電機的主要市場需求。直驅扭矩電機盡可能減少故障來源,並降低功率損耗。電機製造商需要補償因潛在的故障源所造成的,控制系統中的偏差。舍弗勒 IDAM 開發了SRV和HSRV電動機,以減少偏差的產生。這樣的偏差可能在齒輪的磨削過程中由於電機的齒槽效應和保持轉矩而產生,例如:轉矩接近零的情況下。具有雙電機結構,可以抵消相反的徑向磁干擾力。在微米範圍內,防止旋轉軸啟動時傾斜。由於幾乎沒有干擾力,因此可以達到相對較低的軸承預壓力,提升電機的效能與製自品質。軸承在運行期間產生的摩擦熱較小,相對軸承預壓力和對軸承剛性的影響也較小。


高轉速、高扭矩是銑削和車削複合加工的關鍵要素

銑削與車削相結合的複合加工機,主要特點是在車削模式下具有精確的軌跡精確輪廓和高轉速。從直驅扭矩電機開發人員的角度來看,直徑超過500 mm的工作轉台,運轉速度為800 rpm,在電機應用的技術上具有相當的挑戰性。因為電機需大量的極數,電機的交流電頻率會顯著增加。電機大量的發熱,對整個驅動器產生負面影響,影響包括軸承預壓力和剛性的變化。電機的重點特性是在不降低扭矩的情況下提升電機的低速範圍。因此,RKI電機配備了齒圈繞組和疊片式轉子,以減少渦流損耗。


發展與機床製造商的夥伴關係

高性能和高精度是工具機的發展趨勢,工具機製造廠商將直驅電機和轉台支撐軸承視為關鍵零組件。德國知名的工具機製造廠商 DMG MORI 與 Hermale 是 舍弗勒 重要的合作夥伴。舍弗勒 在全球的應用工程師,藉由與工具機製造廠商的共同開發,提升工具機的性能,縮短新機種開發的時程,幫助客戶取得市場先機。