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減速機網 重心驅動是減小機床振動的最佳方案 減速機網
來源：減速機信息網    時間：2008-6-13 9:13:29　　責任編輯：lihongwei  
 
目前在金屬加工業內，人們最感興趣的熱門的話題是高速及高精度加工。然而在十年前科技人員都是把主要注意力集中在一個有特別意義的主題－如何減小機床在加工中產生的振動上。
科技人員把主要注意力集中在減小振動主題上的標志是，每一個機床設計人員在立式與臥式加工中心等機床的設計中，首先考慮的是如何去超越前輩們設計的機床，使其在解決減振這一技術難題上有較大的突破。

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這是由森精機制所最新開發的NV4000 DCG型立式加工。它是將機床Z和Y軸設計成由兩個滾珠絲杠進行DCG驅動，X軸由一根滾珠絲杠驅動。

日本的森精機制作所(Mori Seiki)的設計師和工程師從一開始就獨具預見性地提出，在金屬加工系統中，使其產生劇烈振動的振動源均是主要來自機床本身基本結構配置上的不合理。這是在他們著重研究和分析了各直線運動軸之間的相互關系和切削力是如何快速分別作用與傳遞于高速運動著的大重量高剛度的機床運動構件上之后得出的結論。
他們認為，在加工過程中驅動力都不是非常準確地作用在運動件的重心。因而在高切削速度尤其在較大進給速度條件下，有產生扭轉運動的趨勢。這不可避免的扭轉運動和由于運動件產生的慣性作用，都會引起機床的振動和使機床構件例如機床床身或立柱等鑄件等發生彎曲和變形。
但人們卻沒有足夠地認識這一點，也沒有很好地解決這一長期困擾制造業的技術難題。很明顯的一個從根本的解決問題的方案是在機床結構的設計上，將驅動力盡可能作用于運動件的重心，即重心驅動(DCG)。
但在實際中又出現一個問題，我們不能把一根滾珠絲杠直接地通過其重心(中間有機床零部件，沒有空間位置)。例如：在臥式加工中心上，第四軸工作臺正好位于Z軸重心位置上，所以不能將滾珠絲杠安裝在這一最理想的位置。
森精機制作所的設計師在新開發的DCG驅動的立式加工中心上，把Z軸和Y軸的運動組件配置在兩根滾珠絲杠之間，形成一個理想的卻是虛擬的重心，但卻能產生與實際的驅動力通過重心完全相同的效果。極好地抑制了各軸進行驅動時產生的振動和彎曲，即使運動組件在進行高速運動時，重心也不會發生變化，從而實現了穩定驅動。
據森精機制作所介紹，他們從理論和實際上都作到了DCG驅動。他們特地將這一設計原理體現在DCG為名的商標上。
直至目前，該公司已經有三種加工中心，使用了DCG商標：一款是NV4000 DCG立式加工中心和NH4000 DCG與NH6300 DCG兩臺臥式加工中心。其主要特點當然是運用了DCG設計原理和以下兩項設計原則進行設計：
  1. 加工中所有的作用力必須是能通過立柱傳遞至機床床身，以形成一閉合式的力傳遞回路。
  2. 在保證機床主要零部件有足夠強度、剛度和良好的振動阻尼特性的前提下，須對機床主要零部件進行數字化分析，以使運動件重量最小化。
經制作所對機床進行的大膽設計，機床能10倍以上地減小振動，并在不下降表面粗糙度和幾何形狀精度的前提下，顯著提高加工中的直線進給運動的加/減速度，同時提高刀具使用壽命。
其中的NV4000 DCG立式加工中心，從整機的總體設計方案，確比普通立式加工中心技高一籌。首先是拱形結構的立柱和Y和Z軸的DCG驅動方式。拱形立柱，具有高剛度的特點，從拱形立柱的上方加工出兩個深孔，用以對稱安裝兩套滾珠絲杠，為典型的DCG驅動結構。因此，使機床Z軸(主軸)從理論和實際上保持了零懸掛。
雙滾珠絲杠DCG驅動方案在Y軸(滑座橫向)上應用，是將兩套滾珠絲杠對稱地安裝在機床床身鑄件兩側。主要由兩套滾珠絲杠構成的驅動裝置中心與Y軸滑座中心重合，形成DCG驅動。X軸(工作臺縱向)被設計在在工作臺中心位置，由一套滾珠絲杠驅動。這套滾珠絲杠設計得很接近Y軸滾珠絲杠中心位置。這是由于X軸重心位置處沒有別的機床部件的緣故使然。
據制作所介紹，他們按三套滾珠絲杠的機床價格給用戶提供五套滾珠絲杠的VMC，且極好地防止振動，提高產品質量，極大地提高了生產效率。
該系列的兩款臥式加工中心的特點是設計了將主軸箱安置在運動箱中的最新型箱中箱結構，使其運動平穩剛性又好。并將雙滾珠絲杠DCG驅動方案應用在X軸和Z軸上(標準型)。為減少運動件重量，Y軸設計成由一套滾珠絲杠驅動方案。
據開發工程師介紹，這種配置是使機床既能實現高加速度加工，又能達到零件的高加工精度的最佳匹配。在X軸上的兩根滾珠絲杠設計成分別位于X軸滑座的上下方，與滑座重心重合，具有顯著的減振與高生產效率的雙重效果。
據制作所介紹，該系列產品主要用于要求加工精度高、批量小的生產車間。例如模具，醫療器械和航空航天工業等尖端產品的制造商將成為該系統加工設備的購買者。
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