Los accionamientos directos cumplen los requisitos de rendimiento en Alzmetall

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Detalles: Publicado: 29.10.2012; Última actualización: 23.05.2024; Golpea: 17533

Los centros de mecanizado de Alzmetal se caracterizan por su altísima rigidez estática y dinámica, que permite la precisión necesaria al tornear o fresar. Cuando se trata de ejes redondos, los desarrolladores de Altenmarkt confían plenamente en ellos motores de par de Idam, que también incluye una serie de otros productos Schaeffler Grupo como campamento o Guías lineales traer con ella.

Motor torque Schaeffler Alzmetall

contenido

La empresa de ingeniería mecánica Alzmetall sobre dos pilares
Alta rigidez para precisión
- Un fabricante para cuatro funciones.
- 500 por ciento más: una nueva dimensión
Estructura y funcionamiento del accionamiento directo RKI.
Desarrollo futuro con obstáculos.

La empresa de ingeniería mecánica Alzmetall sobre dos pilares

Ludwig Probst, Oficial Autorizado Jefe de Desarrollo / Construcción en Alzmetall Si un cliente dice: “Desde el principio estábamos convencidos de su excelente rendimiento en comparación con los productos de la competencia”, probablemente esto hable inequívocamente a favor de los servicios de su proveedor. Esta afirmación proviene de Luis Probst, firmante autorizado y jefe de desarrollo/diseño de la fábrica de máquinas herramienta y fundición Friedrich GmbH & Co. KG, en Alzmetall. El reconocimiento fue para INA - Drives & Mechatronics AG & Co. KG, o IDAM, del grupo Schaeffler.

La empresa se asienta sobre dos pilares cerca del lago Chiemsee, en Altenmarkt an der Alz: el Fundición y la Ingeniería. "En la fundición sólo producimos hierro fundido, es decir, todo tipo de fundición nodular y fundición gris, con un peso de hasta cinco toneladas cada uno", afirma el jefe de desarrollo.

Además del uso de un automático Máquina formadora de HWS Se produce principalmente fundición moldeada a mano. La ingeniería mecánica incluye tres grupos de productos: Taladradoras de columna centros de mecanizado altamente dinámicos, que a su vez se subdividen en series CS, FS, GS y GX, así como máquinas especiales para la producción en serie.

Alta rigidez para precisión

"Nuestro Serie tipo G "En términos de dinámica, rigidez y estabilidad térmica no tiene rival en el mercado", afirma Probst. Este punto de venta único de los centros de mecanizado se debe a su concepto de máquina, que permite una geometría absoluta y simétrica con respecto al husillo principal.

Centro de mecanizado Schaeffler Alzmetall "Una máquina debe tener las fuerzas de reacción debidas a Mecanizado y aceleración generada por las altas velocidades de corte y avances de tal forma que no provoquen errores de geometría. Cualquiera puede acelerar y desacelerar, pero para garantizar la geometría bajo estas fuerzas es necesario que la máquina sea lo suficientemente rígida", afirma Probst.

La "G" en el nombre de la máquina significa Diseño de pórtico: Dos actuadores lineales autónomos paralelos a los ejes están coordinados entre sí en dirección Y, de modo que el chasis coordinado alcanza una alta precisión de desplazamiento paralelo y, con ello, una perpendicularidad geométrica al eje X.

El extremadamente alto Rigidez El concepto general resulta, por un lado, de la unión cerrada de los componentes del bastidor con el chasis coordinado y, por otro lado, de los sistemas de guía interior dobles de todos Ejes lineales.

La sobredeterminación estática asociada se controla mediante una alta precisión de fabricación de las geometrías de contacto gracias a una tecnología orientada a un propósito específico. Tecnología de sujeción paralela y construcción integral. Además, podemos instalar cualquier husillo principal relacionado con la tecnología ", dice Probst sobre las ventajas de las máquinas.

Un fabricante para cuatro funciones.

Perforadora Schaeffler Alzmetall Conducir, guiar, almacenar, medir: Se trata de cuatro funciones que cubren diferentes áreas de negocio del Grupo Schaeffler: desde el GS650 hasta el GS1400, los centros de mecanizado tienen de tres a cinco ejes.

El Variante de cinco ejes se divide en los tres ejes lineales X, Y y Z conectados en serie, que son convencionales Tornillos de bolan se accionan así como los dos ejes rotativos A y C conectados en serie, que cuentan con accionamientos directos.

Debido a las muy buenas relaciones comerciales con el grupo Schaeffler durante años, los diseñadores de Alzmetall se decidieron inicialmente por la serie RE de los especialistas en accionamientos de Suhl sin un proceso de selección importante. Hace un año se batió el récord de rendimiento Serie RKI además. "No hemos tenido ningún otro proveedor para motores torque para nuestras máquinas desde que los utilizamos por primera vez hace unos seis años", afirma Probst.

La decisión se tomó en su momento basándose en la dinámica y densidad de potencia a favor de las unidades IDAM. Alzmetall utilizó principalmente motores de rotor externo para, por ejemplo, obtener mucho espacio en el eje C para el suministro de energía central. Desde la aparición de las llamadas máquinas híbridas, que se desarrollaron con la introducción del torneado y, por tanto, de las altas velocidades en los centros de mecanizado, los habitantes de la Alta Baviera utilizan también motores RKI.

Sistemas de mesa giratoria para un posicionamiento preciso de la pieza de trabajo

Los ejes lineales también están incluidos. productos INA Equipado: En todos los ejes se encuentran guías lineales RUE 45-E, cada una con dos zapatas RUE por carril. En los accionamientos de los ejes también se utilizan varios cojinetes ZARF. En los ejes giratorios C de todas las máquinas GS se montan los rodamientos de medición de mesa giratoria INA YRTSM, que están destinados a altas velocidades. Como sugiere el nombre, el sistema de medición está integrado en el almacén de tal manera que todo el rango de diámetro queda libre para el suministro de energía de la máquina.

500 por ciento más: una nueva dimensión

Marko Pfeiffer, Jefe de Ventas Técnicas en IDAM Alzmetall ya fue uno de los clientes seleccionados para la fase de prueba de la serie beta de motores RKI. Salió a la venta hace aproximadamente un año después de un período de desarrollo de dos años y medio. "La motivación para desarrollar el nuevo principio funcional surgió de la aplicación de la tracción directa a un coche híbrido", afirma Marco Pfeiffer, Responsable de Ventas Técnicas del IDAM.

Deben cumplirse requisitos como un peso propio reducido, una alta eficiencia, un par elevado a máxima velocidad y la idoneidad para la producción en grandes series. Las tecnologías de motor de los accionamientos directos convencionales como sus predecesoresSerie de motores RI aquí sólo tenían un uso limitado. "Después de varias simulaciones, prototipos, pruebas y optimizaciones de diseño, logramos desarrollar un accionamiento directo con propiedades completamente nuevas y hasta un 500 por ciento más de potencia mecánica. Así nació el RKI", resume Pfeiffer.

Estructura y funcionamiento del accionamiento directo RKI.

Al comparar un motor RI estándar con la serie RKI, se nota que los imanes superficiales del rotor que todavía se utilizaban en la versión estándar han desaparecido. El rotor RKI consta de un paquete de acero laminado, en el que está integrado un sistema magnético. Esto concentra el flujo magnético y lo aumenta en aproximadamente un 30 por ciento en comparación con imanes de superficie comparables. Este 30 por ciento es directamente proporcional a la fuerza generada. Puede asumir la misma capacidad de carga actual y longitud de bobina.

Esto significa que hasta 30 Prozent generar más torque de un motor. Este par adicional adquirido influye a su vez en la contratensión y, por tanto, en la adaptación de la velocidad de todo el sistema.

Cada vez que un Imán Al pasar por una bobina, el campo magnético induce un voltaje en la bobina. El nivel de este voltaje depende de la velocidad del imán. Cuanto mayor sea la velocidad relativa entre los dos, mayor será el voltaje inducido. El problema de este efecto es que con contratensiones elevadas ya no es posible inyectar corriente en el motor. En este caso suelen producirse fuertes oscilaciones antes de que el eje se salga de control.

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Motor RKI abierto de Idam El momento en que se produce este efecto depende en gran medida de dos valores: la tensión del circuito intermedio del convertidor y la constante de inductancia/voltaje de retorno del motor. El Tensión del enlace CC Dependiendo del inversor, en Europa suele ser de 540 a 600 V. La única forma de cambiar la velocidad de un motor es a través del devanado.

Al procesar uno alambre más fuerte la inductancia del motor disminuye. La corriente requerida por el motor aumenta aproximadamente en la misma medida que disminuye la inductancia (la mitad de la inductancia corresponde aproximadamente al doble de la corriente). Al ajustar el devanado, se puede cuadriplicar la velocidad y aumentar el par en un 30 por ciento, todo ello manteniendo el mismo espacio de instalación. En última instancia, esto da como resultado un rendimiento mecánico cinco veces mayor.

Desarrollo futuro con obstáculos.

Turbina Schaeffler Alzmetall “En términos de un mayor desarrollo del RKI, actualmente estamos trabajando en uno Variante ecológica", que se conforma con imanes más baratos y, por tanto, ya no está sujeto a las fluctuaciones en la evolución de los precios de los imanes", afirma Pfeiffer, por ejemplo, en el primer semestre del año pasado. El precio de la materia prima de neodimio, que constituye en términos de costo, la proporción decisiva de un imán de neodimio-hierro-boro, aumentó aproximadamente cinco veces.

Aunque posteriormente se produjera una importante reducción de precios, a los habitantes de Suhl les gustaría volverse más independientes de esta evolución. "Por ejemplo, en algunas aplicaciones no se van a los límites de rendimiento de los motores sino que se optimizan Precios de los imanes"Con un 15 por ciento menos de par se pueden ahorrar más del 20 por ciento de los costes de los imanes", afirma Pfeiffer. La presentación del producto correspondiente está prevista para finales de este año.

Otro tema para los desarrolladores de IDAM serán los principios del motor: "En la mayoría de los motores torque utilizamos el principio de motor síncrono con excitación permanente con los correspondientes imanes de neodimio-hierro-boro.

Pones el llamado motores híbridos Uno que tenga componentes de reluctancia adicionales dentro del motor y, por tanto, el típico principio de motor paso a paso, podría reducir los costes de materia prima e incluso aumentar significativamente las velocidades. Pero aquí surge otro desafío: los convertidores estándar del sector no soportan actualmente este principio de motor. Probablemente pasarán hasta dos años antes de que los fabricantes más pequeños salgan al mercado con los convertidores correspondientes", sospecha Pfeiffer.

Tecnología de sujeción para piezas, dispositivos y máquinas herramienta

Nuevas áreas de aplicación El director de ventas ve la tendencia actual en los accionamientos principales de mesas giratorias hacia husillos de alto rendimiento que proporcionan pares de giro muy elevados. “Supongo que en algún momento un motor torque y un husillo de alta frecuencia tendrán una estructura muy similar”, concluye Pfeiffer.