نحوه عملکرد اسپیندلها تا حد زیادی به انتخاب مبدلهای فرکانس مناسب و واحدهای خنککننده بستگی دارد، که پاسخ واحد خنک کننده، برای حرارتی که به علت بسته بودن کامل اسپیندل موتور است، تاثیر میگذارد.
علاوه بر این، عملکرد یک اسپیندل موتور معمولاً به یک واحد روانکاری (تجهیزات روانکاری روغن/هوا) برای تامین روانکاری بلبرینگ نیاز دارد.
واحد تامین برق از اجزای اضافی مانند سیستم کنترل، کنترل ارتعاش و تجهیزات نظارت بر یاتاقان و یک سیستم هیدرولیک برای فعال کردن دستگاههای گیره ابزار همراه با یک کابینت سوئیچ و احتمالاً یک پانل اپراتور تشکیل شده است.
منبع تغذیه الکتریکی موتور توسط یک اینورتر تضمین میشود که وظیفه آن معمولاً شامل تبدیل فرکانس نسبتاً پایین شبکه (50 تا 60 cps) به فرکانس بالاتر است که به سرعت موتور و تعداد قطبها بستگی دارد. برای اطمینان از عملکرد صحیح اسپیندل موتوری، اینورتر و موتور باید کاملاً با توجه به ویژگیهای عملیاتی و تلفات مطابقت داشته باشند.
معیار دیگری که باید در نظر گرفته شود این است که آیا سرعت باید در حلقه بسته یا باز کنترل شود. با کنترل سرعت حلقه بسته، اینورتر، فرکانس را به عنوان تابعی از سرعت مورد نظر و سرعت واقعی که بر روی شفت اندازهگیری میکند و به اینورتر برمیگرداند، بنابراین اینورتر را قادر میسازد تا با کاهش سرعت وابسته به بار مقابله کند.
با کنترل حلقه باز فقط فرکانس تعریف میشود، که اجازه میدهد حداقل سرعت وابسته به بار به میزان قابل توجهی نسبت به سیستم کنترل سرعت حلقه بسته کاهش یابد. از آنجایی که تصمیم گیری در مورد اینکه کدام نوع مبدل باید استفاده شود به کاربرد مربوطه بستگی دارد، سازندگان اینورتر راه حلهای سیستمی مناسبی را ارائه کردهاند.
از دیگر راههایی که در سالهای اخیر عملکرد موتور اسپیندل بهبود یافته و اندازه و هزینه کاهش یافته است، استفاده از مواد مغناطیسی دائمی قوی، تکنیکهای ماشینکاری با دقت بالاتر و مدارهای کنترل الکترونیکی بهبود یافته است.
خنک کردن استاتور
استاتور با محیط مایع خنک میشود که معمولاً روغن یا آب با افزودنی محافظت در برابر خوردگی است. از آنجایی که خنک کننده یک عامل تعیین کننده برای کارایی موتور است، واحد خنک کننده باید با الزامات مربوط به کاربرد سازگار شوند.
به عنوان مثال، یک پسماند سوئیچینگ بزرگ، باعث نوسانات دمای گسترده مایع خنک کننده در ناحیه خنک کننده اسپیندل میشود. این نوسانات باعث جابجاییهای حرارتی زیادی در موتور اسپیندل میشود، حتی ممکن است منجر به خرابی یاتاقان شوند.
با یک پسماند سوئیچینگ کوچک، جریان گرما در دستگاه به حداقل میرسد، و باعث جابجاییهای حرارتی کم در کل دستگاه میشود. واحدهای کارخانه مورد نظر دارای مدار خنک کننده بسته هستند که از تلفات غیر ضروری جلوگیری میکند.
برای تامین روانکار به یاتاقانها، یک تسهیلات روانکاری روغن/هوا مورد نیاز است. جریان هوا، روغن را در امتداد دیواره لوله به سمت نقطه یاتاقان میبرد. پارامترهای مربوط به عملکرد مناسب تاسیسات مورد استفاده برای این منظور نظارت میشود.
بستن سریع
واحد هیدرولیک تسهیلات بستن ابزار را در اسپیندل با فشار آزادسازی مورد نیاز فراهم میکند. برای تعویض ابزار، محور اسپیندل همیشه در همان موقعیت قرار دارد. در مورد سیستمهای کنترل شده با حلقه بسته و استفاده از اینورتر مناسب، شفت در موقعیتی با گشتاور کامل موتور قرار میگیرد.
با اینورترهای دیگر این عملیات نیاز به ورودی بیشتری دارد. به ویژه در ماشینهای پرسرعت، بالانس مناسب ابزارها از اهمیت زیادی برخوردار است. بالانس پایین نه تنها بر آرایش یاتاقان اسپیندل تأثیر میگذارد بلکه باعث کاهش شدید عمر مفید ابزارها میشود.
در این رابطه، جنبهای که نباید دست کم گرفت این است که ابزارها باید در سرعت سرویس متعادل شوند زیرا در عملیات عملی موقعیت عدم تعادل بسته به سرعت متفاوت است. با این حال، برای این کاربرد تجهیزات متعادل کننده مقرون به صرفه به سختی در دسترس هستند، این تعجب آور نیست زیرا واحد محرک ابزار دوباره باید یک اسپیندل موتور باشد.
به این ترتیب، یک سنسور یکپارچه با اسپیندل به همراه سیستم نظارت بر یاتاقان نه تنها برای نظارت بر اسپیندل، که در آن سرعت ارتعاش به عنوان معیاری برای کیفیت عملکرد اسپیندل در نظر گرفته میشود، بلکه برای تعادل ابزار نیز استفاده میشود.
مزایای حاصل از طراحی فشرده، کاهش ضریب نفوذ تولید، دورههای کوتاه نصب و راهاندازی و سالها تجربه با اسپیندل موتورها باعث شده است که دستگاههای جدیدی به بازار عرضه شود.