Zastosowanie reduktorów przełożeniowych w obrabiarkach CNC Słowa kluczowe: wysoka precyzja, przekładnie, reduktor, reduktory, reduktory prędkości, reduktor prędkości, reduktory planetarne, reduktory planetarne o niskim luzie

Przekładanie mocy w narzędziach maszyn CNC pochodzi wyłącznie z serwosilników elektrycznych. Wraz z postępem przemysłowym, silniki elektryczne ciągle ewoluowały w kierunku większej precyzji, wydajności i łatwiejszej kontroli.

Połączenia mechaniczne również dokonały postępu – od tradycyjnych śrub do precyzyjnych śrub kulowych. Ze względu jednak na znaczące różnice w procesach obróbki oraz warunkach układu podawania obciążenia, konieczne jest dodanie reduktora prędkości w celu zwiększenia momentu obrotowego, poprawy dopasowania bezwładności strony obciążenia oraz zapewnienia płynnej pracy układu podawania. Zwykłe reduktory są mało wydajne, duże i mają krótki okres użytkowania, a także nie pozwalają na dokładną kontrolę pozycjonowania. Dlatego użycie wysokoprecyzyjnego planetarnego reduktora obrotowego o niskim luzie pozostaje najlepszym rozwiązaniem, które pokonuje powyższe trudności.

Narzędzia maszynowe CNC wykorzystują wysokodokładne, planetarne reduktory o małym luzie. Reduktory te są najczęściej stosowane w mechanizmach posuwu, ponieważ wytrzymują wysokie prędkości wejściowe, generują dużą gęstość momentu obrotowego, wysoką sztywność skrętną, mały luz, niski poziom hałasu, są łatwe w instalacji, nadają się do montażu w dowolnym kierunku oraz oferują wystarczającą i kompletną gamę przełożeń, umożliwiając pracy obrabiarki CNC osiągnięcie bardziej płynnego i precyzyjnego stanu. Zalety wysokodokładnych, planetarnych reduktorów o małym luzie obejmują kompaktową konstrukcję, małe wymiary, dużą sztywność, wysoką gęstość momentu obrotowego oraz współosiowość wejścia i wyjścia, co zapewnia większą elastyczność projektowania i lżejszą wagę. Charakteryzują się wysoką sprawnością przekładni powyżej 96%, nie wymagają konserwacji, mają długą żywotność, a ich konstrukcja modułowa ułatwia zastosowanie i montaż. Działają zarówno przy obrocie w przód, jak i wstecz, cechują się doskonałą przewodnością cieplną i nie są narażone na podwyższanie temperatury, co czyni je doskonałym wyborem dla obrabiarek CNC.

Przykłady zastosowań:

1. Centra obróbkowe i frezarki CNC mogą wykorzystywać co najmniej cztery przekładnie.

Posuw osi X i Y oraz posuw szybki mogą zwiększyć płynność posuwu, zmniejszyć hałas i obniżyć koszty serwosilników. Wysoki moment obrotowy ułatwia sterowanie, a płynność posuwu nie ulega zaburzeniu nawet przy różnych obciążeniach. Obciążenie osi Z zmienia się znacznie z powodu działania grawitacji; dodanie precyzyjnej przekładni planetarnej o niewielkim luzie może zmniejszyć obciążenie serwosilnika i wydłużyć żywotność maszyny. W mechanizmach wymiany narzędzi wymagających dużej prędkości, dokładnego pozycjonowania i niskiego poziomu wibracji, przekładnie planetarne o wysokiej dokładności i małym luzie pozostają najlepszym wyborem.

2. Tokarki CNC i centra tokarskie mogą wykorzystywać co najmniej trzy przekładnie planetarne.

Posuwy osi X i Z oraz posuw szybki są szybkie i płynne. Zastosowanie wysokodokładnych reduktorów planetarnych o niskim luzie współpracujących z precyzyjnymi śrubami toczeniowymi zmniejsza współczynnik uszkodzeń mechanicznych i poprawia dokładność. Urządzenie serwo sterowania do przełączania między przekładnią wysoką a niską skraca czas i zapewnia szybkie oraz płynne zmiany biegów.

3. Maszyny szlifierskie CNC oraz maszyny do obróbki elektroerozyjnej mogą wykorzystywać co najmniej trzy przekładnie planetarne.

Płynny jednoczesny ruch osi X, Y i Z upraszcza ustawienia parametrów sterownika, co prowadzi do wytworzenia produktów wysokiej precyzji z gładkimi połączeniami łukowymi i zmniejszoną chropowatością powierzchni.

W zastosowaniach praktycznych wysoka precyzja, małe luzy oraz zastosowanie precyzyjnych śrub kulowych upraszczają ustawienia systemu sterowania, umożliwiając produkcję produktów o wysokiej dokładności. Wysokowytrzymała, sztywna konstrukcja zapewnia długą żywotność, wysoką wydajność oraz nie wymaga konserwacji ani wymiany oleju, co zmniejsza liczbę awarii mechanicznych. Ponieważ koła zębate są poddawane azotkowaniu jonowemu, warstwa powierzchniowa jest odporna na zużycie, podczas gdy materiał podstawowy zachowuje swoją ciągliwość. Metoda cięcia twardych materiałów, charakteryzująca się mniejszym odkształceniem i poprawnym profilem zęba, pozwala wytwarzać precyzyjne reduktory planetarne o niskich luzach.