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數控機床的全新驅動方案

數控機床的全新驅動方案

基于數控機床對驅動系統要求的日益增高,西門子推出了一款高度集成、可廣泛應用于常規車床和銑床的驅動器Sinamics S120 Combi,該驅動器集成了電源模塊、一個用于驅動主軸電機的電機模塊、2~3個用于驅動進給電機的電機模塊(功率相對較低)。驅動器有六種型號可選,但其應用幾乎可覆蓋一半單軸數控機床的應用。
簡單的數控車床通常只配備兩根幾何軸(X、Z軸)和一根主軸,因此三個電機模塊就可以驅動整臺車床。在一些簡單車床上有時也會配備一把動力刀具,極個別情況下還會配備伺服刀塔或尾架??傊?,在常規車床上六個電機模塊足夠。
簡單的銑床通常配備三根幾何軸(X、Y、Z軸)和一根主軸,因此四個電機模塊就可以驅動整臺銑床。銑床上有時也會配備另外兩根幾何軸(A、C軸),這種情況下六個電機模塊就可以滿足使用。對于常規數控機床而言,將電源模塊和3~4個電機模塊集成為一個單元,是最佳的驅動方案。
相對于由獨立的電源模塊和電機模塊構成的模塊式驅動器,這種針對常規機床結構定制的集成式驅動器更具優勢。西門子在開發Sinamics S120 Combi驅動器時,免去了模塊間的接口,優化了驅動器的結構。
在結構緊湊的機床上,如何節約控制柜中的空間尤其重要。除了改進設備尺寸外,如何盡量節約接線空間也是關鍵。
Sinamics S120 Combi針對外部冷卻方式進行了改良,但是在必要時它也可以整個安裝在控制柜內部,使用配套的安裝框架即可安裝。外部冷卻的優點是控制柜內只殘留15%~19%的損耗熱量,大部分熱量散發到控制柜外部。因此控制柜冷卻裝置的功率可大大降低,通常一個簡單的換熱器足夠,而不再需要空調裝置。除了風扇外,整臺Sinamics S120 Combi設備也是為高溫環境設計的。因此,在控制柜內溫度達到55℃時,設備仍可運行。在溫度達到45℃時甚至不會出現降容。內部風扇同樣受到監控,防止設備內部出現熱源,避免電解電容器提前變干。
在一些常規標準車床和銑床上,有時需要不止兩個電機模塊。因此,Sinamics S120 Combi上保留了久經驗證的直流母線連接,可以備連接最多兩個S120書本型緊湊電機模塊。因此,Sinamics S120 Combi集成式驅動器也繼承了模塊式書本型S120的部分靈活性。連接S120書本型緊湊電機模塊時,該模塊整個安裝在控制柜內部,即使S120 Combi的散熱器安裝在控制柜外部。在小型電機模塊上,損耗功率的影響非常小。

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