Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Шаговый двигатель для чпу станка

Шаговый двигатель для чпу станка

Важная часть работы агрегата зависит от двигателя. В станках с ЧПУ их несколько. Вал движка поворачивает ходовой винт и способствует передвижению колонны или рабочего поля. Станок может быть оснащён двумя видами двигателей: серводвигателем или шаговым электродвигателем. В основе работы последнего лежит преобразование электрических импульсов в механическое движение. Шаговые движки могут принадлежать к одной из трёх основных категорий:

  • С постоянным магнитным сопротивлением
  • С переменным магнитным сопротивлением
  • Двигатель-гибрид

Шаговый двигатель, имеющий постоянное магнитное сопротивление

Такой движок оснащён статором с обмотками и ротором с постоянным магнитами. Если ток попадёт в одну из обмоток, то ротор перевернётся для достижения позиции, при котором противоположные полюса окажутся на крайних точках друг от друга.

Шаговый двигатель, имеющий переменное магнитное сопротивление

На статоре такого движка несколько плюсов. Ротор называется реактивным, так как для изготовления его используется магнитный мягкий материал. Когда в одну из обмоток подаётся ток, ротор будет стараться принять позицию, при которой поток окажется замкнутым. Его зубья при этом окажутся на уровне полюсов статора, где обмотки получили ток. Когда его отключают и направляют в другую обмотку, ротор совершает поворот, вновь пытаясь замкнуть зубьями ток.

Двигатель-гибрид

Этот вид движков самый популярный, так как их конструкция предусматривает большее число зубьев и полюсов. Поэтому шаг вращения намного меньше.

Конструкция шагового двигателя проста и легко управляема, это послужило большой популярности такого типа станков с чпу. Недостатком служит толчковая работа, которая может привести к ступенчатым дефектам при чистовой обработке, когда она производится не по прямой линии. К преимуществам относится не применение в станках обратной связи, которая стоит довольно дорого. Станки с такими движками не особо точные, зато недорогие. Современное оборудование стали всё чаще оснащать серводвигателями. Они более трудны в управлении и имеют более сложную конструкцию, стоят дороже, но их идеальная точность покрывает такие недостатки.

Обратная связь

Данная система обеспечивает передачу информации в блок управления. В этом «докладе» содержатся данные об исполнительных механизмах, о скорости движков. Такая система может быть двух видов: замкнутая и открытая.

Открытые системы обратной связи отражают факт присутствия или отсутствия импульса из блока управления. Они не могут дать данные о скоростях и позициях исполнительных механизмов. Они в наши дни практически не применяются. Закрытые системы имеют данные с датчиков и передают информацию на контроль в блок управления.

Сравнение шаговых двигателей и сервоприводов

Станки с ЧПУ уверенно лидируют в производственном секторе, постепенно занимая все ниши: от сувенирной до космической промышленности. В противовес оборудованию с ручным управлением, автоматические агрегаты отличаются исключительной точностью при изготовлении штучных и серийных изделий. Характерна для них и более высокая скорость работы, которая объясняется отсутствием в необходимости остановок для переналадки, исключением человека из производственного процесса и более быстрым перемещением инструментальной головки.

Последний фактор стал возможен благодаря использованию современных высокоточных двигателей, в частности, шаговых и серводвигателей.

Сервопривод и шаговый двигатель: что это и в чем разница?

Шаговый двигатель представляет собой бесколлекторное устройство электромеханического типа, имеющее несколько обмоток. Короткие электроимпульсы, подаваемые драйвером, последовательно активируют каждую из обмоток и приводят в движение ротор, вызывая угловые дискретные (или шаговые, что и является источником названия двигателей) перемещения. Для всех шаговых двигателей свойственно осуществление позиционирования на плоскости без обратной связи, ввиду отсутствия энкодера.

Устройство шагового двигателя

Серводвигатель является комплексным устройством, состоящим из как такового привода (щеточный или бесщеточный электромотор), управляющего блока и энкодера для связи с контроллером. Датчик обратной связи при помощи сигналов информирует станок о скорости, угловом положении и прочих параметрах движения.

Высокоскоростной синхронный серводвигатель с принудительным воздушным охлаждением

Шаговый двигатель: достоинства и недостатки

Шаговый двигатель используется на многих граверах, фрезерах, лазерах и прочих станках с программным управлением, которые применяются в металло- и деревообработке, рекламной деятельности, производстве электронных игрушек, товаров декоративно-прикладного назначения и во многих других отраслях. Популярность такого типа электромоторов обусловлена несколькими факторами, в числе которых:

  • длительный эксплуатационный период по причине отсутствия хрупких деталей. Вывести двигатель из строя может только повреждение одной из обмоток или истирание подшипников, что происходит только после очень продолжительного и интенсивного использования;
  • стабильная и высокоточная работа в определенном диапазоне скоростей и нагрузок;
  • низкая стоимость;
  • на невысоких скоростях точность позиционирования инструмента может доходить до ± 0,01 мм при условии использования качественных направляющих;
  • может управляться любыми программными оболочками ЧПУ станков;
  • способность работать в большом температурном диапазоне;
  • невосприимчивость к механическим нагрузкам, принудительным остановкам и реверсированию.
Читать еще:  Двигатели лифан на мотособаке не заводится

Однако есть у шаговых двигателей и некоторые недостатки, которые ограничивают сферу их применения или доставляют неудобства:

  • высокая шумность;
  • возникновение вибраций, резонансности и биений на больших скоростях;
  • максимальная скорость разгона за минуту составляет 120 оборотов;
  • низкая предельная скорость перемещения. Для фрезеров — 9 м/мин, для лазерно-гравировальных аппаратов — до 25 м/мин;
  • повышение скорости сверх установленных лимитов приводит к появлению вибраций и пропуску шагов;
  • отсутствие обратной связи провоцирует брак в случае внезапной остановки, попадания посторонних предметов в зону обработки, пропуска шага и т. д.

Сервопривод: плюсы и минусы

Сервопривод встречается на оборудовании с ЧПУ не менее часто, чем шаговый двигатель, но, в силу специфики работы используется на станках, от которых ожидается максимально высокая скорость обработки или повышенная производительность. Речь идет о фрезерах и лазерах, применяемых для выпуска серийной продукции в особо крупных объемах или аппаратах, работающих в сфере протезирования, макетирования, ювелирной области, робототехнике и прочих производствах, где прецизионная точность ставится во главу угла. Из достоинств серводвигателей можно выделить такие, как:

  • соблюдение плавности хода и точности перемещения на любых скоростях, оборотах и нагрузках;
  • практически абсолютная бесшумность при работе;
  • высокая мощность при малых габаритах;
  • широкой скоростной и мощностной диапазон;
  • разгон до 500 оборотов в минуту и торможение происходят за 0,1 секунды;
  • скорость перемещения инструментальной головки может доходить до 60-70 м/мин;
  • использование серводвигателей контурного управления позволяет добиться очень высокой динамической точности (около 0,002 мм). Позиционные устройства проходят заданную траекторию чуть с большей погрешностью, тем не менее, точность по-прежнему превосходит этот же параметр у шагового двигателя;
  • отсутствие вибраций, рывков, резонансов;
  • датчик обратной связи в режиме реального времени отслеживает все аспекты движения на любых траекториях, своевременно передавая их системе управления станком. В случае любых отклонений от программы происходит коррекция и возврат к правильному маршруту, что позволяет минимизировать появление брака.

Как и его «коллега», шаговый двигатель, сервопривод тоже не лишен недостатков

  • ремонт устройства может оказаться настолько дорогостоящим, что может сравниться по цене с новым двигателем;
  • бесколлекторные приводы по цене дороже шаговых примерно в 1,5-2 раза. Модели со щетками более бюджетны, однако щетки в них необходимо менять каждые 5 тыс. отработанных часов;
  • в некоторых случаях принудительная остановка двигателя приводит к его перегреву и может вывести привод из строя.

Вывод

Шаговый двигатель и сервопривод никак нельзя назвать конкурирующими устройствами и приобретение дорогостоящего сервомотора не всегда целесообразно. Применение каждого из них обусловлено рядом сопутствующих факторов, среди которых приоритетные места занимают скорость и точность обработки.

Представляем профессиональный фрезерный станок для обработки камня 1325 Stone. Запуск станка, процесс работы и пример готового изделия на видео.

В гостях у нашего постоянного клиента компании «Пластфактория», которые занимаются изготовлением POS-материалов и сотрудничают с крупными косметическими брендами.

Видеоотчет с посещения производства наших клиентов — компания «АЛЬТАИР». О работе на производстве, изготавливаемых изделиях и станках от компании Wattsan.

Сервопривод и шаговые двигатели для ЧПУ-фрезера

Сервопривод и шаговые двигатели для ЧПУ-фрезера – что выбрать? Один из наиболее актуальных вопросов для потенциального покупателя фрезерного оборудования не имеет однозначного ответа. Каждый из этих типов двигателей имеет свои сильные и слабые стороны. И оптимально подобрать его можно только тогда, когда заказчик соотнесет эту специфику с собственными задачами и целями применения фрезерного станка.

Собственно, этому сравнению с объективным освещением преимуществ и недостатков каждого из вариантов двигателя ЧПУ-фрезеров и посвящен предложенный материал. Потратив несколько минут времени на его изучение, Вы сможете определиться с наилучшим для себя приводом оборудования и не пожалеть об этом.

Читать еще:  Вибрация на руле на холостых оборотах двигателя

Шаговые двигатели для ЧПУ-фрезера

Шаговые двигатели для ЧПУ-фрезера представляют собой бесколлекторный механизм синхронного типа, оснащенный несколькими обмоткам. На каждую из обмоток подается электрические импульсы, вызывающие угловые перемещения ротора.

Несмотря на довольно внушительный срок своего существования (приблизительно с 30-ых годов XX века), шаговый двигатель активно используется и по сей день. Им оснащается широкий спектр производственного оборудования, представляющего различные технологии обработки заготовок. В их числе – граверная техника, фрезерные и лазерные станки с числовым программным управлением, оборудование для обработки древесины и металлических сплавов.

Такая популярность шагового двигателя продиктована его многочисленными сильными сторонами. Среди наиболее характерных достоинств такого варианта привода ЧПУ-станка:

  • Долгий срок службы привода и исключительная надежность. В таком двигателе мало элементов, которые могут быть повреждены. Его отказ может случиться только в результате повреждения обмотки либо истирания элементов подшипника, что происходит только после очень продолжительной эксплуатации оборудования;
  • Более выгодная стоимость в сравнении с сервоприводом;
  • Высочайшую точность фрезеровочного процесса (в определенном диапазоне скоростей шпинделя и нагрузок). Если станок с шаговым двигателем оснащен направляющими должного качества исполнения, на станке можно выполнять позиционирование фрезеровочного узла с точностью ± 0,01 мм;
  • Завидная управляемость привода, которая практически не зависит от вида программного обеспечения для станка;
  • Возможность работы в широком температурном интервале. При этом на качестве обработки этот фактор никоим образом не отразится;
  • Сохранение точности позиционирования фрезы при остановках работы станка, режиме «реверса» или существенной механической нагрузки (например, при высокой твердости материала заготовки).

Тем не менее, «ахилессовы пяты» у шагового двигателя для ЧПУ-станков также имеются. В число таковых недостатков входят прежде всего:

  • Шумность при работе привода;
  • Ощутимые вибрации , возникающие на больших скоростях работы. Это может стать причиной возникновения резонанса и выбраковки заготовки по причине нарушения заданных режимов обработки;
  • Малая скорость перемещения обрабатывающего инструмента в сравнении с серводвигателями (до 9 м в минуту).

Сервопривод для ЧПУ-станков

Сервопривод для ЧПУ-станков является несколько менее распространенным вариантом привода, нежели шаговые двигатели. Он используется для тех моделей фрезеров, что должны обеспечить владельцу высокие темпы обработки заготовок и хорошую производительность – например, для серийного производства той или иной продукции.

Конструктивно этот элемент представляется сочетание электромотора, блока управления и энкодера. Функция энкодера – осуществлять связь с контроллером станка и реагировать на изменения задач, поэтапно реализуемых фрезером.

К числу достоинств наиболее такого варианта привода ЧПУ-станка относятся:

  • Исключительная плавность и высокая точность перемещения рабочего инструмента. При этом эти параметры не зависят от угловой скорости вращения шпиндели и других показателей;
  • Бесшумност ь работы привода;
  • Высокая мощность;
  • Высоко е быстродействие сервопривода;
  • Более высокая точность обработки в сравнении с шаговым вариантом двигателя;
  • Отсутствие вибраций и резонанса, которые могут сказаться на точности выполнения операций;
  • Датчик обратной связи наделяет аппарат с серводвигателем возможность активной коррекции положения инструмента относительно загруженного маршрута перемещения инструмента;
  • Незначительная вероятность брака , связанная с двигателем.

К слабым сторонам, которыми обладает сервопривод для станков с ЧПУ, относятся:

  • Дорогостоящие и трудоемкие ремонтные мероприятия. В зависимости от сложности технических проблем приобретение нового сервопривода может оказаться выгоднее починки вышедшего из строя;
  • Бесколлекторные модификации сервоприводов обходятся покупателю ощутимо дороже шаговых двигателей. Эта разница может доходить до 100%;
  • Модификации приводов с щетками нуждаются в их регулярной замене (обычно каждые 5000 часов эксплуатации станка);
  • Возможен выход привода из строя в редких случаях внезапной остановки (например, выключение электричества или перегрев).

С учетом всего вышесказанного, фрезерные станки с сервоприводом либо шаговым двигателем стоит подбирать ориентируясь на специфику продукции, что намерен выпускать владелец оборудования. Если Вы предпочтете модели техники, оснащенные шаговыми двигателями, тогда непременно обратите внимание на фрезерные станки компании «Миртелс». Представители серии «Дедал» спроектированы для обработки твердых каменных пород. А это значит, что с более мягкими и легкими по своей плотности материалами они также справятся блестяще.

Читать еще:  Выезд по запуску двигателя в автомобиле

При необходимости не стесняйтесь задавать вопросы нашим специалистам. Их консультации наверняка убедят Вас в правильности сделанного выбора подобного оборудования. И получить наилучший из возможных вариантов техники под Ваши производственные нужды.

Какой двигатель выбрать для фрезерного станка ЧПУ?

24 Сентября 2019

Двигатель фрезерного станка обеспечивает перемещение портала и шпинделя по осям X,Y,Z.

Существует три типа двигателя: шаговый, гибридный (сервошаговый) и серводвигатель. Основное отличие этих двигателей в точности, скорости и мощности.

Чтобы понять какой двигатель подойдет для вашего будущего станка разберем подробно принцип работы каждого.

Шаговый двигатель:

Шаговые двигатели — это бесщеточные двигатели постоянного тока, названные в честь того, как они работают — они делают шаги. Шаговые двигатели в системах ЧПУ часто работают в режиме управления с разомкнутым контуром, это означает, что от двигателя нет обратной связи. Мы сообщаем двигателю, куда ему двигаться, и, учитывая, что двигатель не заблокирован и хорошо подходит для выполнения задачи (достаточно мощности), он переместится в заданную позицию.

Большинство шаговых двигателей, которые вы увидите при использовании с ЧПУ, имеют 200 шагов на оборот. Это означает, что для каждого полного оборота на 360 градусов (один полный оборот вала двигателя) потребуется 200 шагов.

Имея эти данные мы понимаем, что если мы сделаем 100 шагов, мы повернем вал на 180 градусов. Это идеально подходит для работы с ЧПУ, потому что мы знаем, что, если мы отправим ему определенное количество шагов, он будет поворачиваться на то точное количество, которое мы хотим.

Для еще более высокой точности работы шаговый двигатель способен совершать микрошаги (микро-степпинг).

Шаговый двигатель, который поддерживает 10-кратный микро-степпинг может совершать 2000 шагов на оборот 360 градусов.

Шаговый двигатель при правильной настройке может долго служить вам, особенно, если учесть, что он самый доступный по цене.

Сервошаговые (гибридные):

Двигатели следующего поколения после шаговых, более мощные и скоростные.

имеют обратную связь по скорости и позиции;

управляются как полноценные серводвигатели;

имеют высокий крутящий момент;

не пропускают шаги;

мало нагреваются и вибрируют;

плавно и относительно тихо работают;

при отключении питания сохраняет все последние координаты и точки.

Сервошаговый двигатель — компромисс по цене и качеству. Выбирая станок, под более серьезные задачи, обратите внимание на этот двигатель.

Серводвигатели:

Серводвигатели — типичные электродвигатели, которые работают при подаче напряжения. Для работы на фрезерных станках ЧПУ к серводвигателями добавляются кодеры.

Кодер на двигателе обеспечивает обратную связь и позволяет нам узнать, насколько двигатель продвинулся или вообще не двигался.

Шаговые двигатели могут заклинивать в течение миллисекунды в результате сил, создаваемых станками ЧПУ, что может вызывать пропуск шагов. В итоге шаговый двигатель блокируется и не может принять необходимые меры для исправления ситуации, тогда как компьютер не знает, что произошло и продолжает работу.

При пропуске шагов обрабатываемая деталь может быть неточной, т.к. машина теряет точность, когда движение не может завершиться. Этого не происходит с сервоприводами, поскольку кодер всегда имеет обратную связь со своим приводом и знает когда он заклинивает.

Какой же двигатель мне выбрать для работы с ЧПУ?

Каждый фрезерный станок с ЧПУ имеет свои преимущества. Как правило, любители ЧПУ используют шаговые двигатели, так как они намного дешевле. Если их правильно подобрать и настроить они будут проделывать фантастическую работу и будут долго служить вам.

Более серьезные промышленные фрезерные станки с ЧПУ, которые намного крупнее, тяжелее и требуют более жестких допусков, лучше всего оснащать сервошаговыми или серводвигателями, т.к. они гораздо мощнее и быстрее. Такие приводы вне всякого сомнения гарантируют четкую стабильную работу для вашего производства.

Нужна помощь в выборе двигателя для вашего станка?

Оставьте заявку, инженер свяжется с вами в течение 10ти минут.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector