Alzmetallでのダイレクトドライブマスター速度と動的要件
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Alzmetall のマシニング センターは、非常に高い静的および動的剛性を特徴としており、旋削またはフライス加工で必要な精度を実現します。 回転軸に関しては、Altenmarkt の開発者は IDAM のトルク モーターに完全に依存しています。IDAM には、ベアリングや リニアガイド 持参してください。
顧客が「競合製品と比較して優れたパフォーマンスを最初から確信していた」と言った場合、それは彼のサプライヤーのパフォーマンスを惜しみなく物語っています。 この声明は、Ludwig Probst、承認された署名者、機械工具工場および鋳造所Friedrich GmbH＆Co。KG、または略してAlzmetallの開発/建設責任者からのものです。 承認はINA-Drives＆Mechatronics AG＆Co。KG、またはSchaefflerGroupの略してIDAMに行きました。
同社はアルテンマルクト アン デア アルツのキーム湖近くの XNUMX 本の柱の上に立っています。 ファウンドリ そして機械工学。 「鋳造工場では、鋳鉄、つまり、それぞれ最大 XNUMX トンのあらゆる種類の球状鋳鉄とねずみ鋳鉄のみを生産しています」と開発主任は言います。 自動HWS成形機の使用に加えて、手成形の鋳物も生産されます。 機械工学には XNUMX つの製品グループがあります。 コラムボール盤 CS、FS、GS、GXシリーズに加えて、連続生産用の特別なマシンに分かれている非常に動的なマシニングセンター。
精度のための高い剛性
「当社のGタイプシリーズは、ダイナミクス、剛性、熱安定性の点で、市場で他に類を見ません」とプロブストは言います。 マシニングセンターは、このユニークなセールスポイントをマシンコンセプトに負っています。これにより、主軸に対して絶対的で対称的な形状が可能になります。 「機械は、高い切削速度と送りによって発生する機械加工と加速による反力を、ジオメトリエラーを引き起こさないように吸収できる必要があります。誰でも加速と減速はできますが、これらの力の比率の下で、マシンの前の剛性は、「Probst。
マシン名の「G」はガントリー構造を表します。 座標トロリーが高度な平行移動精度を実現し、X軸に対して幾何学的に垂直になるように、XNUMXつの自律的な軸方向に平行なリニアドライブが相互に調整されます。 全体的なコンセプトの非常に高い剛性は、一方ではフレームコンポーネントと座標シャーシとの閉じた接続から、他方ではすべての直線軸の二重内部ガイドシステムからもたらされます。 関連する静的な過剰決定は、目的指向の平行クランプ技術と一体構造による接触形状の高い製造精度に左右されます。 また、技術に関連する主軸をインストールすることもできます。「Probst氏は機械の利点について語っています。
XNUMXつの機能を備えたXNUMXつのメーカー
駆動、ガイド、サポート、測定: これらは、シェフラー グループのさまざまなビジネス ユニットによってカバーされる 650 つの機能です。 1400 軸バリアントは、直列に接続された X、Y、Z の XNUMX つの直線軸に分割されます。 ボールねじn は、直列に接続された XNUMX つの回転軸 A および C と同様に操作され、直接駆動が提供されます。
シェフラーグループとの長年にわたる非常に良好なビジネス関係により、アルツメタルの設計者は当初、主要な選択プロセスなしで、ズールを拠点とするドライブスペシャリストからのREシリーズを選択しました。 記録破りのRKIシリーズはXNUMX年前に追加されました。 「約XNUMX年前に最初に使用されて以来、私たちの機械には他にトルクモーターのサプライヤーはありませんでした」とProbst氏は言います。 当時、ダイナミクスと電力密度により、IDAMドライブを優先して決定が下されました。 Alzmetallは、主に外部ローターモーターを使用して、たとえばC軸に中央エネルギー供給のための大量の空きスペースを与えました。 マシニングセンターへの旋削と高速化の導入に伴って開発された、いわゆるハイブリッドマシンの設立以来、アッパーババリアンはRKIモーターも使用しています。
リニア軸にはINA製品も装備されています。すべての軸にはRUE 45-Eリニアガイドがあり、各レールにXNUMXつのRUEシューがあります。 さまざまなZARFベアリングもアクスルドライブで使用されます。 高速用に予定されているベアリングYRTSMを測定するINA回転テーブルは、すべてのGSマシンのC回転軸に取り付けられています。 名前が示すように、測定システムは倉庫に統合されており、機械のエネルギー供給のために直径範囲全体が自由に保たれます。
500パーセント以上-新しい次元
Alzmetallはすでに、RKIエンジンのベータシリーズのテスト段階で選ばれた顧客の500つでした。 彼らは約XNUMX年前に約XNUMX年半の開発の後に販売を開始しました。 「新しい機能原理の開発の動機は、ハイブリッド車にダイレクトドライブを使用することから来ました」とIDAMのテクニカルセールス責任者であるMarko Pfeiffer氏は述べています。 低自重、高効率、最大速度での高トルク、大量生産への適合性などの要件を実現する必要があります。 従来のモーターシリーズRIなどの従来のダイレクトドライブのモーター技術は、ここでは限られた用途しかありませんでした。 「いくつかのシミュレーション、プロトタイプ、テスト、設計の最適化を経て、まったく新しい特性と最大XNUMX％の機械的出力を備えたダイレクトドライブを開発することができました。それがRKIの誕生の時です」
RKIエンジンの構造と動作モード
標準のRIモーターとRKIシリーズを比較すると、標準バージョンでまだ使用されているローターの表面磁石が消えていることがわかります。 RKIローターは、マグネットシステムが埋め込まれた積層スチールパッケージで構成されています。 これにより磁束が束ねられ、同等の表面磁石と比較して約30％増加します。 この30パーセントは、生成される力に正比例します。 同じ電流容量とコイル長を想定できます。
これは、ローターを交換するだけで、モーターから最大30パーセントのトルクを生成できることを意味します。 この追加トルクは、逆電圧に影響し、システム全体の速度調整に影響します。
磁石がコイルを通過するたびに、磁場がコイルに電圧を誘導します。 この電圧のレベルは、磁石の速度に依存します。 XNUMXつの間の相対速度が高いほど、誘導電圧は大きくなります。 この効果の問題は、高い逆電圧でモーターに電流を流すことができなくなることです。 この場合、通常、軸が制御不能になる前に強い振動があります。
この効果が現れる時点は、主に540つの値に依存します：コンバーターのDCリンク電圧とモーターのインダクタンス/逆電圧定数です。 DCリンク電圧は、コンバータによって異なりますが、ほとんどがヨーロッパで600〜30 Vです。 モーターの速度を変更する唯一の方法は、巻くことです。 より強力なワイヤを処理すると、モーターのインダクタンスが減少します。 モーターの必要なアンペア数は、インダクタンスが減少するのと同じ程度に増加します（インダクタンスの半分は電流の約XNUMX倍に相当します）。 巻線の調整により、同じ設置スペースで速度をXNUMX倍にし、トルクをXNUMX％増やすことができます。 これにより、機械的性能がXNUMX倍高くなります。
障害のある将来の開発
「RKIのさらなる開発に関しては、現在、安価な磁石で間に合わせることができ、したがって磁石の価格開発の変動の影響を受けないエコバリアントの開発に取り組んでいます」とPfeiffer氏は述べています。 たとえば、昨年の前半 コストの観点からネオジム鉄ホウ素磁石の決定的な部分を構成する原料ネオジムの価格は、約XNUMX倍に上昇しています。 後に大幅な価格引き下げがあったとしても、ズールの人々はそのような開発からより独立したいと考えています。 「たとえば、アプリケーションによっては、モーターの性能限界に達せずに磁石の価格を最適化すると、トルクを15％減らすと磁石のコストを20％以上節約できます」とPfeiffer氏は言います。 対応する製品は、今年の終わりに発表される予定です。
IDAM開発者にとってのもうXNUMXつのトピックは、モーターの原理です。「ほとんどのトルクモーターでは、対応するネオジム鉄ホウ素磁石を使用した永久励磁の同期モーター原理を使用します。原材料コストは削減でき、回転数も大幅に増加する可能性がありますが、現時点では別の課題があります：業界の標準コンバーターはまだこのモーター原理をサポートしていませんコンバーターが市場に登場します、「ファイファー容疑者。
営業部長は、回転テーブルのメインドライブから非常に高いモーメントを提供する高性能スピンドルへの現在の傾向に、新しい応用分野があると考えています。 「ある時点で、トルクモーターと高周波スピンドルの構造は非常に似ていると思います。ここですべてが少しずつ成長します」とファイファーは結論付けています。
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