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DMG为什么选择了REDEX驱动器

日期:2015-04-18 01:55:58 浏览次数:

 为了确保其最新、最大规格的龙门铣床能达到最高的加工精度,DMG选择了REDEX驱动器:零背隙齿轮齿条驱动和主轴驱动
DMG龙门铣DMU600P是为了在超过40吨的大型零件上实现高速、高动态性能和高精度加工而设计制造的,其创新的驱动系统是这个多功能5轴系统的关键组成部分。在此DMG与REDEX精诚合作。作为欧洲精密驱动设备制造专家,他们在X,Y和C轴采用了“双驱”齿轮齿条驱动系统。REDEX精密驱动同样也可以用在其它驱动轴和铣削主轴驱动上。
当加工大型精密零件,如汽车车身冲压模具时,需要最高的精度要求。加工船用柴油机引擎外壳也需要同样的高精度。通常要在几吨重而且几米长度的工件上达到微米级的精度。
重型工件精密加工
DMG的DMU P系列龙门铣床就是为实现这个特殊的要求而开发的: 最大规格的DMU600P系列 (图1)是专为XXL尺寸工件精确,快速加工而设计的,可在最大行程6000×4200×1500毫米(X / Y / Z A轴)和2000毫米W轴内实现高精度加工. 其最大加工工件重量可达40吨. 同时其5轴车铣系统可保证DMU600P具有最高速度和最大的灵活性。
长行程高精度
DMG设计者的最大挑战就是在如此长的行程上保证高水平的加工精度(图2). 在此,直线驱动技术扮演了一个关键的角色。Pfronten的DMG项目经理Florian Garbarsky说 : “在几千小时的工作时间和面临60KW电机主轴的高切削力下.驱动系统必须保证零背隙和高定位精度。”在图中,在超过6米的行程且加速度达到3 m/s2时. 其精度要求达到+/‐0.0075mm. 因此,最高水平的精度,刚度和恒温要求是整机设计必须考虑的先决条件。在这种长行程并且高精度要求的驱动中,我们认为滚珠丝杠技术并不具备挑战性。

(DMU 600P 结构,可显示主要的驱动轴) 为大型工件精密、柔性加工而开发的DMU 600P 5轴龙门铣

齿轮齿条驱动
为了保证其刚度,DMG设计者在选择合适的驱动系统时极其谨慎。如Florian Garbarsky 先生所说的: “我们在决定采用REDEX零背隙齿轮齿条驱动系统之前做了大量的基准测试。” 即使在C-轴(主轴的旋转轴). “双驱”精密驱动同样保证了高定位精度。 值得注意的,在W轴龙门双滚珠丝杠驱动时同样采用了REDEX的行星齿轮箱来实现同步。
主轴驱动
为了提供高生产率和高扭矩低转速特性,内置式REDEX -RAM系统水冷双速减速器也得到了应用。 (RAM减速器安装在主轴头和驱动电机之间)
X和Y轴零背隙“双驱”齿轮齿条驱动

根据齿轮齿条驱动的机械原理,在常规的齿轮齿条驱动中总是有一定的背隙存在,这将影响到定位精度。但这个限制不会影响到REDEX的“双驱”系统,该公司已经发现一个100%零背隙齿轮齿条驱动的方法。
其基本原理是:两个电气同步的完整驱动并联使用(电机+行星减速器),其一个伺服电机作为驱动,另外一个作为制动,然后保证两个驱动齿轮和齿条之间有一个恒定的预载。这种方案可以将背隙完全消除掉并提供最大的驱动精度和定位精度。该原理已经应用到了DMU 600P 6000mm长的X轴,4200mm的Y轴和C轴旋转轴驱动上。
在X轴上, 采用的是DRP驱动交钥匙方案,包括它的两个行星驱动减速器和两个伺服电机。在Y轴上选择了KRPX行星减速器,它们被安装在机床Z载板的左右两侧,然后在主轴旋转轴(C-轴)上再次采用了一个DRP。 机床的NC电气控制这时可以进行同步控制和预载每个“双驱”系统。

高加速度和最高精度得益于刚性的线性驱动系统
如果驱动系统仅靠绝对的零背隙特性, 它还不足以达到最高精度水平要求和最好的表面加工质量。系统刚性,温升控制和卓越的传动误差控制同样重要。准确的说,这些正是REDEX行星齿轮箱的核心强项。因此,该驱动系统在所有方向上刚性都非常地强,并由此导致卓越的定位精度、加工表面质量和重复定位精度。为了保证这些特性,齿轮箱搭配了整体输出式齿轮轴和坚固的输出轴承。该轴承组件由两个经过预载的特大号圆锥滚柱轴承组成,并安装在最靠近齿轮受力点的位置。齿轮箱的外壳自身也是经过优化设计和精密加工的,在任何一个负载方向都可以提供最强的刚性。
根据REDEX负载的齿轮齿条驱动应用的大量变形测试表明,这种设计不仅可以保证高扭矩时的刚性,同时也使齿轮箱在各个方向上都产生最好地刚性表现,包括径向弯曲刚度。因此,弯曲变形得到了极大的减少,轴向共振频率的极大提高,可以允许更高的加速率,更重的移动部件重量,并达到更高的精度要求。
不仅是技术上的优势,而且更为经济
最后同样重要的是,对DMG来说,REDEX驱动理念赢得的不仅是技术方面的领先,更出自经济上的考虑。根据大量OEM制造商的成本研究表明,REDEX为6m行程X轴齿轮齿条驱动提供的最优化TCO成本(总拥有成本)比起其它任何相似精度的技术方案都有优势。
多种理念
无论是什么水平的技术要求,致力于机床驱动应用的REDEX系列产品可以使工程师不受限制的选择驱动方案。REDEX提供的多种不同类型的齿轮齿条驱动理念,例如机械或者电气预载,像DMG选择的电气同步。在另外一方面,系统包含了任何常用的伺服驱动方式和齿轮箱/齿轮箱组件。像DMU 600P的C轴(主轴旋转轴),DMG选择了一个DRP,由两个伺服行星减速器安装在一个整体外壳内实现的Twin‐Drive驱动系统所提供的交钥匙方案。
集成的机电一体化
快速浏览DMU 600P的设计,我们很快可以发现, REDEX可以给机床制造商提供多种不同的高级驱动方案,“双驱”齿轮齿条方案,可以通过“单驱动”实现铣头变速的机床主轴内集成化高性能RAM系列双速减速器,SRP伺服行星减速器等。因此,DMG采用了总体集成的原则,在这台高性能机床上,所有的驱动轴都选择了同一个供应商。除了REDEX的系列产品,没有供应商的技术方案可以满足几乎所有工程师的要求。另外,关键问题是从早期设计到最后试车,REDEX都提供了大量的支持。特别对首次应用齿轮齿条驱动来说,它具有很大的价值。通过多次的方案计算,优化和设计建议,以及安装时现场支持,在使用REDEX机床驱动产品时,REDEX提供了高附加值的专业支持,从而对整机的成功做出了重大的贡献。

全球的成功!正如Florian Garbarsky先生所说的,“DMU P系列机床已经推向全球市场,并在大型工件精密、快速,经济的加工领域具有大量需求。”

 

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