Верстати з ЧПУ мають в основному два типи приводів головного руху: одно- або многоскоростной асинхронний нерегульований двигун - автоматична коробка швидкостей (АКС) - шпиндельная бабка з зубчастим перебором для розширення діапазону зміни частот обертання шпинделя; електродвигун постійного струму з тиристорів управлінням - шпиндельная бабка з перебором.
Привід з асинхронним двигуном і АКС при обмеженому числі ступенів частот обертання має постійну потужність у всьому діапазоні регулювання, високу жорсткість механічної характеристики, високий ККД, порівняно низьку вартість. Цей тип приводу широко застосовують на багатьох токарних верстатах з ЧПУ.
У АКС зубчасті колеса знаходяться в постійному зачепленні. Ступінчасте перемикання частот обертання шпинделя досягається за рахунок відповідних включень фрикційних багатодисковим електромагнітних муфт . Випускаються 9-, 12- і 18-ступінчасті АКС семи габаритів, розраховані на потужності від 1,5 до 55 кВт.
Мал. 39. Кінематична схема четирехмуфтовой АКС (а) і графік швидкостей (б): М - двигун; ШБ - шпиндельная бабка
На рис. 39, а наведена кінематична схема четирехмуфто-вої системи (елемента АКС), а на рис. 39, б - графік частот обертання цієї системи. Передавальні відносини ступенів коробки i1 = 1; i3 = φ; i2 = i4 = 1 / φ. Якщо включені муфти M1 і М4, то на виході маємо частоту обертання п0. Зміна швидкостей здійснюється за рахунок особливої послідовності перемикання пар електромагнітних муфт M1-М4. Відключаються муфти одному щаблі і включаються муфти, які замикають кінематичну ланцюг іншій мірі. Перемикання може здійснюватися під навантаженням в процесі різання, так що особливої завданням є збереження швидкості обертання вихідного вала в момент протікання перехідних процесів. Для усунення несприятливих явищ при розгонах і гальмуваннях махових мас елементів приводу в схемі управління передбачається Неодночасна подача сигналів на включення і відключення муфт.
Муфти вихідного ланки перемикають кілька раніше, ніж муфти вхідного.
Мал. 40. Головний привід з АКС: а - ремінна передача на вході АКС; б - ремінні передачі на вході і на виході АКС; в - ремінна передача на виході АКС; М - електродвигун; РП - ремінна передача; АКС - автоматична коробка швидкостей ; УМ - пружна муфта ; ШБ - шпиндельная бабка
У практиці використовують три схеми з'єднання, електродвигуна, АКС і шпиндельної бабки (рис. 40). Оскільки при пусках, гальмуваннях, зміни швидкостей, переривчастий точении виникають навантаження коливального характеру, ці схеми не є рівноцінними з точки зору динамічних характеристик приводу. На основі виконаного в ЕНІМС аналізу рекомендовано застосування пасової передачі між АКС та шпиндельной бабкою і фланцеве з'єднання двигуна з вхідним валом АКС (рис. 40, в).
Двигуни постійного струму з тиристорн приводами для головного руху в повній мірі відповідають вимогам верстатів з ЧПУ. Вони мають широкий діапазон безступінчатого регулювання швидкості, який можна розділити на дві зони. У першій зоні, нижче номінальної швидкості, регулювання здійснюється шляхом зміни напруги на якорі, в цій зоні зберігається постійний момент при будь-якій частоті обертання, а не постійна потужність, що необхідно для приводу головного руху. Регулювання при постійній потужності здійснюється в другій зоні, вище номінальної швидкості, шляхом ослаблення магнітного поля збудження. Час перехідного процесу при пуску, реверсі, гальмуванні і зміні швидкостей мало. Тиристорний привід дозволяє здійснити різання з оптимальною швидкістю шляхом регулювання частоти обертання шпинделя при зміні діаметра обробки.
Вітчизняною промисловістю освоєно виробництво Тіріс-раторних електроприводів постійного струму серії ЕТЗ для роботи з двигунами серії ПБСТ і 2П, що представляють собою систему автоматичного регулювання частоти обертання двигуна з негативним зворотним зв'язком по частоті обертання і по току якоря двигуна. Електроприводи розраховані на роботу в тривалому, короткочасному і повторно-короткочасному режимах.
