Nieuwe NSK kogelomloopspindel voor volgende generatie hoog nauwkeurige gereedschapsmachines
NSK heeft een nieuw type kogelomloopspindel ontwikkeld met minder bewegingsfouten wat resulteert in een hogere oppervlaktekwaliteit bij toepassing in gereedschapsmachines voor het bewerken van matrijzen en stempels en andere oppervlakte-kritische toepassingen. Door het elimineren dan wel verkorten van de tijd voor secundair polijsten, draagt de nieuwe kogelomloopspindel tevens bij aan een hogere productiviteit, terwijl verlaging van het aandrijfkoppel tegelijkertijd zorgt voor energiebesparing.
De laatste jaren eisen bouwers van gereedschapsmachines, zoals vijfassige freesmachines, steeds hogere nauwkeurigheden, zodat ze matrijzen en stempels kunnen produceren met een betere oppervlaktekwaliteit. Dit betekent dat de bewegingsnauwkeurigheid van de in deze machines toegepaste kogelomloopspindels ook omhoog zal moeten.
Als een kogelomloopspindel van richting verandert, veroorzaken plotselinge fluctuaties in de wrijving zogenaamde ‘quadrant glitch’ bewegingsfouten met twee pieken, die strepen achterlaten op het bewerkte oppervlak en de kwaliteit van het oppervlak aantasten. Talrijke studies over quadrant glitches tonen aan dat het mogelijk is om de eerste piek te compenseren via numerieke regeling (software servoregelaar compensatie). Hoewel het lastiger is om de tweede piek volledig te compenseren als gevolg van gecombineerde effecten van meerdere factoren (vergeleken met de eerste piek), kan NSK de verspanende industrie nu een oplossing voor dit probleem bieden.
Met behulp van digital twin simulatie en wrijvingsanalyse ontwikkelde NSK een nieuwe kogelomloopspindel met een geoptimaliseerd intern ontwerp. Het was het inzicht van het bedrijf in het onderliggende mechanisme van wrijvingsschommelingen in kogelomloopspindels dat tot dit resultaat leidde.
Onder de vele eigenschappen van de nieuwe kogelomloopspindel vallen met name het stabiliseren van het aandrijfkoppel en het reduceren van de wrijvingsfluctuaties bij het omkeren van de bewegingsrichting op. Hierdoor wordt de bewegingsnauwkeurigheid verbeterd en worden bewegingsfouten als gevolg van quadrant glitch teruggedrongen. Het resultaat is een vrijwel volledige eliminatie van de tweede piek. Verder dragen de tot 20% lagere wrijvingsfluctuaties ook bij tot het verlagen van de hoogte van de eerste piek.
Het combineren van NSK's nieuwe kogelomloopspindel met de compenserende servoregelaar, biedt fabrikanten van gereedschapsmachines de gelegenheid om hun klanten de garantie te bieden dat de kwaliteit van het bewerkte oppervlak hiermee aanzienlijke verbeterd wordt. Bovendien elimineert dan wel vermindert de verbeterde oppervlaktekwaliteit de noodzaak van het voorheen vereiste satineren of polijsten, wat doorlooptijden verkort, terwijl het lagere aandrijfkoppel weer bijdraagt aan energiebesparing. Al deze voordelen bieden fabrikanten van gereedschapsmachines de gelegenheid om unieke verkoopargumenten te delen met potentiële klanten.
Om fabrikanten van gereedschapsmachines maximaal van dienst te zijn, zijn de bevestigingen van NSK kogelspindels met quadrant glitch controle volledig uitwisselbaar met die van conventionele producten, zodat ze zonder kostbare aanpassingen kunnen worden toegepast. De kogelomloopspindel is beschikbaar met asdiameters van 25 tot 63 mm en met aanzetten van 5 tot 30 mm. De modellen met voorspanning omvatten: offset voorspanning (Z voorspanning), dubbele moer voorspanning (D voorspanning) en dubbele moer veervoorspanning (J voorspanning).
1) Bewegingsfout tijdens cirkelvormige interpolatiebewerking (met servoregelaarcompensatie).
2) Vergroot beeld van het bewerkte oppervlak (gesimuleerd beeld).
