对于上述类型机床,若采用传统的单丝杠驱动方式,一方面难以提供所需要的高加速度;另一方面在传动过程中结构不稳定,易发生振动,无法保证高速传动下的高精度。
最早提出双电动机双丝杠轴驱动是为了满足大跨距的载荷系统结构设计需要,以及满足较大的负载能力需要。随着高速、高精度、高负荷的发展需要,要求机床具有高的进给速度和切削速度,但随着机床切削速度和进给速度的提升,要求驱动工作台或者主轴的驱动力也要随之增大。在高速进给时,由于驱动系统的结构刚性及惯性匹配不佳,驱动力的瞬间变化极易引起振动,从而导致加工精度降低,因此高速度与高精度的需求难以同时兼顾。其中增加进给系统的结构刚度是有效减少高速进给时振动的一个重要措施,而双丝杠驱动结构的采用不仅能增强进给系统的结构刚性,而且可以减少因驱动力偏心所引起的力矩影响,易于实现重心驱动,抑制高速进给时所产生的振动。双电动机驱动方式还可以提高系统的驱动力并提升系统的响应速度。上述特点使得双电动机双丝杠驱动设计开始广泛应用在高速高精度机床中。
双电动机双丝杠轴驱动具有如下特点:可提供较大的驱动力,提高了系统总体刚性,延长了滚珠丝杠的使用寿命;抑制了高速时机床的振动,并提高了系统的响应。
同步驱动技术是双电动机双丝杠轴驱动应用的关键技术,也是技术难点。为此,除了在结构上要求双丝杠轴具有较好的配对特性,还要开发有效的同步控制算法并通过补偿等措施,改善因驱动机构差异所引起的不同步问题,以及由此而导致的系统进给特性的降低,以提高双驱同步水平。