高效电主轴驱动机床主轴系统的研究和应用

高效电主轴驱动机床主轴系统的研究和应用项目内容：系统建模和分析如何有效提高机床的效率，从而设计和开发热控机制以最佳功耗来维持热稳定性的高效电主轴驱动主轴系统。为了提高机床的效率，另一项需要重点考虑的是机床电主轴系统。传统的机床采用感应电机驱动，但是感应电机驱动效率很低，而且在高性能加工中，会产生颤振，这样大大降低了加工质量，和加工刀具的寿命。为有效的提高电主轴驱动的方案是同步电机直接驱动，这样不仅可以提高机床的效率，还可以实现高性能切削。在本人最近主持的项目中，通过将机床的机械装置，电机模型和电机控制系统的整体建模，机床主轴系统的动态特性得到系统性的分析。研究发现同步机直接驱动不仅可以显著提高加工稳定性，更重要的是机床效率和加工刀具的寿命也大大提高了。目前机床用户要不消耗大量的能量以实现高的加工精度，或依赖昂贵的精加工序来保证最终的加工质量。无论高端加工中心还是低端的手动机床，从其电力消耗角度上看，工作效率都很低，有些甚至低于0.2，主原因在于缺乏对机床效率准确的认识，很难建立具体的能量消耗模型。最近，越来越多的研究人员开展了对机床能量转换和制造工艺能耗的研究。此外，近几年来机床能源消费越来越引起机床制造商及其用户的广泛关注。开展提高机床效率同时提高加工精度的研究显得尤为重要，此项研究的预期贡献是使机床制造商和运营商进一步认识到机床在使用过程中各个环节的能源消耗，进而实现对机械加工过程中机床能耗的优化。此外，这将促进我国可持续和绿色制造的应用，进一步推动我国航空航天高效机械制造技术的发展。

单位名称：福建省留学生同学会

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文章分类：机械制造（境外）

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