| 数控机床的工艺范围很宽，针对不同的机床类型和加工工艺特点，数控机床对其主传动系统提出了一些特定要求，具体如下： 1．调速功能 为了适应不同工件材料及刀具及各种切削工艺的要求，主轴必须具有一定的调速范围，以保证加工时选用合理的切削用量，以获得**切削效率、加工精度和表面质量。调速范围的指标主要根据各种加工工艺对主轴*低速与*高速度的要求来确定。目前，一般标准型数控机床均在l:100以上。 2．功率要求 要求主轴具有足够的驱动功率或输出扭矩，能在整个变速范围内提供切削加工所需的功率和扭矩，特别是满足机床强力切削加工时的要求。 3．精度要求 主要指主轴的回转精度。要求主轴要有足够的刚度、抗振性及较好的热稳定性。 4．动态响应性能 要求升降速时间短，调速时运转平稳。对需能实现正反转切削的机床，则还要求换向时可进行自动加减速控制。 |
| 江苏南通科技投资集团有限公司（原南通机床厂）研发的MCH63高速、精密、双驱卧式加工中心采用双丝杠高速同步驱动技术和箱中箱式移动部件支撑机构，来提高机床的系统刚度，增强机床的抗振性，减少机床的热变形。该加工中心的整体布局如图所示。 采用双丝杠高速同步驱动技术，控制X、Y、和Z方向移动部件的平稳性，保证在产生高速度和高加速性的*大限度地减少及快速衰减运动中所产生的振动。在立柱、滑板等移动部件上采用了箱中箱式力学对称结构，实现了双丝杠高速同步驱动。由于箱中箱结构分布对称，从而抑制了由于温度变化产生的非对称的热变形现象。从实际加工检测数据显示，使用该高速精密双驱卧式加工中心所加工零件的表面经济性粗糙度可以从普通卧式加工中心的Ra3.2上升到Ra0.8，精密性粗糙度从Ra1.6上升到Ra0.4，由此表明，加工表面粗糙度提高与振动衰减时间大大缩短有直接的关系；整机的定位精度和重复定位精度控制在国家精密级精度标准的50%以内，并且精度保持性高，稳定可靠。 |
| 机床进给系统采用直线电机直接驱动，与原旋转电机传动方式的*大区别是取消了从电机到工作台（拖板）之间的机械中间传动环节，即把机床进给传动链的长度缩短为零，故这种传动方式称为“直接驱动”，也称“零传动”。直接驱动避免了丝杠传动中的反向间隙、惯性、摩擦力和刚性不足等缺点。直线电机系统的开发应用，引起机床行业的传统进给机械结构发生突变；通过先进的电气控制，不仅简化了进给机械结构，更重要的是使机床的性能指标得到很大提高。主要表现在以下几个方面： 1．高速响应性 一般来讲，电气元器件比机械传动件的动态响应时间要小几个数量级。由于系统中取消了响应时间较大的机械传动件（如丝杠等），使整个闭环伺服系统动态响应性能大大提高。 2．高精度性 由于取消了丝杠等机械传动机构，减少了插补时因传动系统滞后所带来的跟随误差。通过高精度（如<μ级）的直线位移检测元件进行位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。 3．速度快、加减速过程短 机床直线电机进给系统，能够满足60～100m／min或更高的超高速切削进给速度。由于具有“零传动”的高速响应性，其加减速过程大大缩短，加速度一般可达到2～10g。 4．运行时噪声低 取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，导轨副可采用滚动导轨或磁悬浮导轨（无机械接触），使运动噪声大大下降。 5．效率高 由于无中间传动环节，也就取消了其机械摩擦时的能量损耗。 6．动态刚度高 由于没有中间传动部件，传动效率高，可获得很好的动态刚度（动态刚度即为在脉冲负荷作用下，伺服系统保持其位置的能力）。 7．推力平稳 “直接驱动”提高了传动刚度，直线电机的布局，可根据机床导轨的形面结构及其工作台运动时的受力情况来布置，通常设计成均布对称，使其运动推力平稳。 8．行程长度不受限制 通过直线电机的动子（初级）的铺设可无限延长定子（次级）的行程长度，并可在一个行程全长上安装使用多个工作台。 9．采用全闭环控制系统 由于直线电机的动子已和机床的工作台合二为一，与滚珠丝杠进给单元不同，直线电机进给单元只能采用全闭环控制系统。 直线电机在机床上的应用也存在一些问题，包括： 1．由于没有机械联接或啮合，垂直轴需要外加一个平衡块或制动器。 2．当负荷变化大时，需要重新整定系统。目前，大多数现代控制装置具有自动整定功能，能快速调机。 3．磁铁（或线圈）对电机部件的吸力很大，应注意选择导轨和设计滑架结构，并注意解决磁铁吸引金属颗粒的问题。 |