導入
新しいタイプのスピンドル部品である電気スピンドルは、工作機械のスピンドル機能とモーター機能を統合することで、「ゼロ伝達」ソリューションを提供します。この設計は、従来の機械式スピンドルの動作モードを変更するだけでなく、現代の CNC 工作機械で大きな利点を発揮します。この記事では、電気スピンドルと機械式スピンドルの構造、利点、比較について説明し、CNC 工作機械における電気スピンドルの応用を分析します。
電気スピンドルの構造と動作原理
電動スピンドルは、スピンドル内部にモーターを直接組み込んだ部品であり、主に電動スピンドル本体と、高周波周波数変換装置、オイルミスト潤滑装置、冷却装置、内蔵エンコーダ、ツールチェンジャーなどの付属品で構成されています。電動スピンドルの設計上の特徴は次のとおりです。
内蔵モーター: 中空モーターのローターはスピンドルに直接取り付けられ、ステーターは冷却スリーブを介してスピンドルボックス内に固定されています。電源を入れると、ローターがスピンドルを回転させて、必要な作業速度とトルクを実現します。
「ゼロ伝達」設計： ベルト、ギア、カップリングなどの伝達リンクを省略し、電子スピンドルを直接駆動できるようにすることで、中間伝達装置の複雑さを軽減し、システムの安定性と精度を向上させます。
電動スピンドルの利点
高速かつ高精度： 中間変速装置と伝動装置が不要であるため、電気スピンドルは構造がコンパクト、軽量、低騒音、低振動、慣性モーメントが小さいなどの特徴があります。高速、加速、固定角度での高速起動と停止を実現できるため、高速切削や精密加工のニーズに適しています。電気スピンドルは、AC周波数変換とベクトル制御技術を使用して、無限の速度変更を実現し、さまざまな作業条件と負荷変化のニーズに対応します。
モジュール性と標準化: 電動スピンドルの内蔵モーター構造により、工作機械の伝動システムや全体構造から独立し、完全に機能する「スピンドルユニット」を形成します。このモジュール設計により、工作機械構造の標準化と量産化が促進され、研究開発と生産サイクルが短縮され、製造コストが削減されます。
ハイエンド工作機械の要件に適応: 高速・高精度の優れた性能を備えたこの電気スピンドルは、ハイエンドの CNC 工作機械（平行移動工作機械、五面体加工センター、小型・微細穴加工機など）のスピンドルに対する特殊な要件を満たすことができます。この高性能スピンドルは、高精度・高速処理において独自の利点を発揮します。
機械式スピンドルの特徴と限界
機械式スピンドルは、スピンドル、ベアリング、伝動部品（ギアやプーリーなど）で構成され、スピンドルは外部モーターと中間伝動装置によって回転駆動されます。機械式スピンドルの特徴は次のとおりです。
大きな出力トルク： 機械式スピンドルは、中間伝達装置を介して大きな出力トルクとパワーを提供することができます。一般的には鋼鉄、鉄、その他の重金属の加工に使用されます。
速度と精度が比較的低い: 中間伝動リンクが存在するため、機械スピンドルの速度、精度、安定性は比較的低く、高速で運転すると滑りやすく、大きな音や振動が発生し、加工品質と効率に影響を与えます。
結論
記事に基づくFAQの要約
1. 電気スピンドルとは何ですか?
2. 電気スピンドルの主な利点は何ですか?
3. 電気スピンドルは工作機械の構造と生産モードをどのように変えますか?
4. 機械式スピンドルの制限は何ですか?
5. ハイエンド CNC 工作機械における電気スピンドルの用途は何ですか?
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