雕刻机水冷主轴和风冷主轴电机的区别以及优缺点

1.水冷主轴电机顾名思义就是采用水循环来冷却主轴高速旋转后产生的热量，这种方式效果会很好，因为经过流通之后的温度不会超过40度。风冷主轴电机采用风扇方式来散热，它的效果肯定不如水冷。

2.噪音方面。水冷主轴电机基本上没有噪音，但是风冷的主轴电机则很响。

3.使用寿命方面。因为水冷主轴电机要注意保养、勤换水或者采用工业水冷却机，所以它的使用寿命要比风冷主轴电机要长很多。4.精度方面。水冷主轴电机轴向、径向跳动基本上都是在0.003毫米以下，这是风冷主轴电机（国产）远远不及的！

5. 使用方便方面。由于水冷主轴需要接水泵，这样就需要个水桶盛水，需要连接一下水管，尤其在北方寒冷的冬季更容易结冰，可能有的客户会觉得比较麻烦；而风冷主轴就不会有这么多的使用问题。

数控车床主轴电机如何选择？

从用途上看，伺服电机主要负责机床的进给，使得工件移向刀具或刀具移向工件，主要是实现切削的工作，对扭矩和控制精度的要求比较高；而主轴电机主要负责驱动机床的主轴，带动工件或刀头旋转，对恒功率特性输出要求较高，满足不同转速下的足够扭矩输出能力。因此在设计时，这两种电机会分别根据其应用需求做出针对性的参数优化。

区别一：原理区别

主轴是精密的异步电机,因为数控机床对运动控制的要求很高,需要有良好的动态特性,大的调速范围和精确的位置控制精度,因而它需要特殊的伺服电机。

原理和一般的鼠笼电机的原理相同，同步伺服电机与异步电机最大的不同就是转子的结构不一样。同步电机的转子上有交错分布的磁极,因而需要有相应的检测转子位置的检测元件。更换这些检测元件的时候也需要重新调整。

区别二：装置不一样

其实这两种电机的原理基本相同,但结构和检测装置不一样。1FT5电机用在交流伺服系统上,而1FT6电机则用在数字伺服系统上。定子绕组结构不一样,1FT6电机的定子绕组结构使得电机的电流更接近于正余弦波形。

区别三：用途区别

电机是用测速发电机来检测速度,用均分在电机圆周上的霍尔元件来检测转子的相对位置,而1FT6电机则是用一个位置编码器来检测电机速度,其电机编码器除了常规的A,B和R相的正余弦信号外,还有两个C相和D相的正余弦信号来检测电机转子的位置。

区别四：工作范围

伺服电机工作在最低转速和额定转速之间的恒转矩区,而主轴电机工作在额定转速和最高转速之间的恒功率区,因为要达到很大的调速范围,主轴电机的额定转速一般都很低。

机床伺服电机的设计重点：

(1)、对伺服电机的机械特性要求：要求伺服电机的速降小，在一定转速范围内能保持恒扭矩输出，且静态刚度大；

(2)、需要实现高速的控制响应：主要在轮廓加工时，特别是对曲率大的加工对象进行高速加工时，对伺服电机的转速和扭矩控制响应时间有非常严格的要求；

(3)、电机自身的调速范围广：用于满足数控机床适配各种不同的刀具、加工工件的材质，且能适应于各种不同的加工工艺；

(4)、具备过载扭矩输出和恒转矩输出的能力：机床进给（伺服电机）的机械负载的性质主要是克服工作台的摩擦力和切削的阻力，因此主要是"恒扭矩"的性质，同时要能具备短时扭矩过载能力。像目前市面上主流的日系伺服电机，过载能力可以达到3倍甚至以上。

机床主轴电机的设计重点：

(1)、足够的输出功率：数控机床的主轴负载性质近似于"恒功率"，也就是当机床的电主轴转速高时，输出转矩较小；主轴转速低时，输出转矩大，保证不同的工况下主轴均能具备足够的驱动功率。即要求主轴的驱动装置（主轴电机）要具有"恒功率"的特性输出曲线；

(2)、调速范围：为保证数控机床适用于各种不同的刀具、加工材质;适应于各种不同的加工工艺，要求主轴电机具有一定的调速范围。但对主轴的要求比进给低；

(3)、速度精度：一般要求静差度小于5％，更高的要求为小于1％；

(4)、快速：主轴驱动装置有时也用在定位功能上，这就要求它也具有一定的快速性。

数控车床主轴电机的选择：

一、数控机床的主轴系统和进给系统有很大的差别。根据数控机床主传动的工作特点，早期的数控机床主轴传动全部采用三相异步电动机加上多级变速箱的结构。随着技术的不断发展，机床结构有了很大的改进，从而对主轴系统提出了新的要求，而且因用途而异。在数控机床中，数控车床占42％，数控钻镗铣床占33％，数控磨床、冲床占23％，其他只占2％。

数控机床使用的主轴驱动系统，可分为直流主轴驱动系统和交流主轴驱动系统两大类。下面根据这两大类主轴驱动系统的特点来选择主轴驱动系统：

1、直流主轴驱动系统得特点

在数控机床高速,高效,高精度的控制要求,使得FANUC直流主轴驱动与通常的速度自动调节系统相比有以下特点:

（1）调速范围宽,?采用FANUC主轴驱动的数控机床,在机械结构方面，小型机床通常采用电机与主轴直接或皮带变速的结构形式、中、大型机床通常只设置高,低速两级简单的机械变速机构，因此，主轴电动机的调速必须全部依赖主轴驱动器进行控制。为保证数控机床的加工范围,使加工工艺相对集中，并达到理想的切削效果，主轴驱动器必须实现无级变速，且具有教宽的调速范围。

（2）在结构上，FANUC直流主轴电动机为全封闭的结构形式，可以在有尘埃和切削液飞溅的工业环境中使用。

（3）在冷却系统上，为了缩小体积，提高效率，FANUC主轴电动机采用了特殊法人热管冷却系统，可以将转子产生的热量迅速的向外界发散。

（4）在磁路设计上，为了使电机发热最小，FANUC煮粥电动机定子采用了独特的附加磁极，以减小损耗，提高了效率。

2、交流主轴驱动系统

（1）由于驱动系统采用了微处理器和现代控制理论进行控制，系统运行平稳，振动和噪音小，并且可以获得较大的调速范围和较高的低速转矩，可以较方便地与数控机床相配套。

（2）?较大功率驱动系统采用了难度较大的“回馈制动”技术，在制动时，既可将电动机能量反馈回电网，起到节能的效果，又可以加快起、制动速度。

（3）驱动器具有D／A转换器、实际转速／转矩信号输出、电气主轴“定向准停”等功能，可以方便地与各类CNC配套。

（4）电机采用无外壳结构，定子硅钢片直接进行空气冷却，可以在浮尘、切削液飞溅的场合安全、可靠地工作。

（5）与直流电机相比，由于交流主轴电机在结构上无换向器，主轴电机通常不需要进行维修。

（6）主轴低年级转速的提高不受换向器的限制，最高转速通常比直流主轴低年级更高。

（7）主轴电机的冷却空气由前端向后流动，可以有效减少电机发热对机床精度的影响。

二、选择电机：

通过上面两种主轴驱动系统的比较，交流主轴电动机在工作环境，冷却系统和调速范围上都优于直流主轴驱动系统，故根据在这些方面的优势本设计的主轴驱动系统采用交流主轴驱动系统．

其选用的交流主轴电机的参数如下：

5.5kW数控车床，电动机参数：

额定功率：5.5kW，?额定频率：50Hz,?

额定电压：380V，?额定电流：11A，

额定转速：1440r/min机械传动比：1：1.5

加工材料：45#钢

实际测试性能指标：（进刀性能及速度）

1、主轴转速：200r/min（变频器运行频率9～10Hz）

2、主轴转速：450r/min（变频器运行频率22Hz左右）?

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