五轴龙门架完成所有工作

俄亥俄州代顿市 -通过将紧凑，刚性结构与创新驱动相结合，新型五轴龙门架可提供快速，准确的数字化和加工。这个庞大的系统为汽车制造商，造船商和机身制造商带来了前所未有的尺寸和速度组合。龙门架使制造商能够以高达每分钟400英寸的速度对大型零件进行数字化，将设计信息提供给CAD / CAM系统，然后在同一位置铣削零件。结合速度，尺寸和刚性，无需进行细致的手工抛光和零件磨削。在新系统开发之前，制造商手工抛光大型模具和模具。原因是：他们的加工中心通常缺乏必要的尺寸，速度或灵活性来完成这项工作。

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据报道，DMT1200系列龙门中心改变了这一切。代顿机床公司的工程师设法将看似不相容的尺寸和速度特性结合起来。尽管工作范围测量了令人印象深刻的20×11×5英尺，但龙门架以异常高的速度移动。

为了实现他们的目标，他们在龙门的驱动系统和主轴中采用了创新设计。其中一个关键是采用同步带技术的双小齿轮变速箱。双齿轮与齿条齿轮系统的齿条端一起工作，沿x轴在两个方向上提供机架的线性运动。变速箱小齿轮上的可调节预载荷将“弹簧”或不合规性带出系统，使其能够快速加速而不会失去其位置。

然而，对驱动器设计最关键的是同步带的使用。通过采用同步带而不是特殊的传动装置，Dayton Machine Tool工程师G. Dan Siler大大减少了系统的惯性。

双齿轮变速箱，半个世纪以来，通常使用特殊的齿轮传动装置。但是特殊的传动装置增加了电机区域周围的惯性，这通常是龙门式系统惯性的最大贡献因素。Siler估计同步带系统将惯性减少多达60%。他说，正时皮带技术还将变速箱的成本降低了近4万美元。

因此，DMT1200龙门架的加速速度远远超过其他大型系统。双小齿轮齿轮箱以每分钟1200英寸的进给速度驱动龙门架，使用交流伺服电机以50英寸/秒/秒的加速度驱动龙门架。

双齿轮变速箱也是滚珠丝杠技术的可行替代方案。由于长轴X轴行程，Siler担心滚珠丝杠会受到“拉伸”的影响，因此会降低精度。使用双小齿轮变速箱而不是滚珠丝杠解决了这个问题。“我们需要在大范围内准确地加速这台大型机器，”Siler说。“双齿轮变速箱非常适合这种应用。”变速箱的新专利功能还可以平衡两个方向的输出，

为了实现机器的全方位主题，Siler还设计了一个特殊的主轴。由于两个原因，主轴对机器的性能至关重要。首先，其紧凑的尺寸增加了刚性，这反过来又可以实现高速龙门运动和加工。其次，其广泛的性能范围使用户无需更换切割头即可加工各种材料。

Siler走遍世界，寻找一种能够赋予主轴高速加工能力和足够传统加工扭矩的电动机。最终，他选择了定制设计的交流电机和矢量驱动器，产生50马力，运行速度高达12,000转，在0到5,000转/分钟时扭矩达到95牛顿米。

该组合允许使用主轴来进行硬钢的高速加工。由于机床客户通常在硬质材料的高速加工过程中以12,000至35,000 rpm的速度操作刀具，因此新主轴可用于这些应用。同时，它在较低速度下的较高扭矩赋予它能够切割从木材到铝材的所有东西。

然而，新主轴设计的真正关键在于其紧凑性。在他的初步设计工作中，Siler得出结论，长度超过21英寸的主轴缺乏必要的刚性，因此可能会损害机器的目标。“为了刚度，头部必须尽可能短，”Siler解释说。不幸的是，没有主轴制造商可以提供现成的单元，这些单元可以在长度小于30英寸的封装中提供必要的性能。

结果，Siler决定设计自己的主轴。在此过程中，他将电机，主轴轴承，机头，释放气缸和工具夹具装入21英寸长的包装中。为此，他开发了一种特殊的牵引杆。锥形牵引杆使工具夹具的拉入力增加一倍，而不需要更长或更大的弹簧。Siler使用设计为1,100磅的弹簧实现了2,100磅的拉力。在这个过程中，他从主轴的总长度上切下了大约5英寸。他通过更换释放缸消除了剩余部分，

凭借其广泛的性能范围，较短的主轴使DMT1200能够执行各种加工操作。“我们希望制造一种能够处理从木材模具到汽车工业硬化模具的所有主轴，”Siler说。

由于DMT1200的设计，大型制造商现在可以大大缩短周期时间。主轴的广泛操作特性消除了不断更换头部的需要。龙门式横梁的创新驱动和轻量化使其能够以超过大型系统的速度运行。并且五轴系统的刚性，速度和灵活性使其能够以更高的主轴速度运行，同时达到大型机器通常无法实现的功能。Siler说：“大信封方法，