وجهات النظر: 0 المؤلف: محرر الموقع النشر الوقت: 2016-04-20 الأصل: موقع
تم تطوير آلات التحكم العددي المحوسب (CNC) تاريخياً وفي المقام الأول لتحقيق وضع دقيق ودقيق للأداة وعملية العمل فيما يتعلق ببعضها البعض. يعتمد نظام تحديد المواقع بأكمله ببساطة على إحداثيات مساحة عمل الماكينة أو المغلف. من أجل تحقيق هذه الإحداثيات لتحديد أو حركة الأداة و / أو جدول الماكينة (أو قطعة العمل) ، توفر جهاز CNC أوامر لمختلف محركات الأقراص الكهربائية من خلال مختلف رموز CNC والبيانات المقدمة من المشغل في شكل برنامج جزئي. وبالتالي ، فإن دقة ودقة آلات CNC هذه وبالتالي أداء آلات CNC يعتمد في المقام الأول على الحركة الدقيقة والدقيقة للأداة و/أو جدول الماكينة (أو قطعة العمل) التي تم إنشاؤها بواسطة هذه المحركات الكهربائية والآليات المرتبطة بها. تحدث حركات الأداة أو قطعة العمل هذه على طول بعض محور آلة CNC ، وبالتالي يتم إحالة المحركات الكهربائية المختلفة التي تؤثر على هذه الحركات كمحركات محاور. بالنسبة لمحركات المحاور ، تستخدم آلات CNC بشكل أساسي نوعين من المحركات بمعنى. السائر محركات و محركات المؤازرة . كل من هذه الفئات من المحركات لها عدة متغيرات وكل منها لها مزايا وعيوب. لا تعد Servomotors فئة محددة من المحرك على الرغم من أن مصطلح Servomotor يستخدم في كثير من الأحيان للإشارة إلى محرك مناسب للاستخدام في أنظمة التحكم في الحلقة المغلقة التي تتطلب آليات التغذية المرتدة. يعد محرك السائر محركًا يحركه النبض يغير الموضع الزاوي للدوار في خطوات ويستخدم على نطاق واسع في أنظمة التحكم في وضع الحلقة المفتوحة ذات التكلفة المنخفضة التي لا تتطلب أي آليات للتغذية المرتدة. توفر هذه الدراسة فهمًا للتكنولوجيا وعمليات محركات السائر التي ستساعد في اختيارها وربما التقدم لزيادة تحسين أداء آلات CNC.
أحدثت آلات CNC (التحكم العددي للكمبيوتر) ثورة في صناعة التصنيع من خلال تمكين عمليات الآلات الدقيقة والآلية. في قلب هذه الآلات المتطورة ، توجد أنواع مختلفة من المحركات التي تلعب دورًا مهمًا في قيادة حركة محاور الماكينة وتشغيل أدوات القطع. يعد فهم الأنواع المختلفة من المحركات المستخدمة في آلات CNC أمرًا ضروريًا لكل من الباحثين الذين يتطلعون إلى توسيع معارفهم والمشترين المحتملين الذين يتخذون قرارات مستنيرة حول الآلة التي يجب الاستثمار فيها. في منشور المدونة هذا ، سنستكشف أكثر أنواع المحركات شيوعًا في آلات CNC وخصائصها ومزاياها وتطبيقاتها.
محركات المغزل مسؤولة عن قيادة أداة القطع في آلة CNC. وهي مصممة لتدوير الأداة بسرعات عالية ، مما يوفر قوة القطع اللازمة لإزالة المواد من قطعة العمل. يمكن أن تكون محركات المغزل إما مباشرة - محرك الأقراص أو الحزام - اعتمادًا على المتطلبات المحددة للجهاز.
محركات المغزل قادرة على الوصول إلى سرعات دوران عالية للغاية ، والتي تتراوح عادة من بضعة آلاف إلى عشرات الآلاف من الثورات في الدقيقة (دورة في الدقيقة). هذا ضروري للقطع الفعال لمختلف المواد.
يجب أن توفر عزم الدوران الكافي بسرعات عالية لضمان قطع ناعمة وفعالة. تختلف متطلبات عزم الدوران اعتمادًا على نوع المواد التي يتم تشكيلها وعملية القطع.
تحتاج محركات المغزل إلى العمل بدقة عالية واستقرار لتقليل الاهتزازات وضمان تصنيع دقيقة. هذا أمر بالغ الأهمية لتحقيق التشطيبات السطحية عالية الجودة والتحمل الضيق.
يسمح دوران محركات المغزل العالية بإزالة المواد السريعة ، مما يزيد من إنتاجية آلة CNC.
يمكن استخدام محركات المغزل مع مجموعة متنوعة من أدوات القطع ، مما يجعلها مناسبة لعمليات الآلات المختلفة ، مثل الطحن والحفر والتحول.
من خلال توفير دوران مستقر ودقيق ، تساهم محركات المغزل في إنتاج أجزاء عالية الجودة ذات جودة عالية مع التشطيبات السطحية الممتازة.
تم العثور على محركات المغزل في جميع أنواع آلات CNC التي تتطلب عمليات القطع ، بما في ذلك مراكز الآلات والمخارق والطاحنات. يتم استخدامها في الصناعات مثل السيارات والفضاء والتصنيع العام لإنتاج المكونات ذات الأشكال المعقدة والتحمل الضيق.
تعد محركات المؤازرة واحدة من أكثر أنواع المحركات استخدامًا في آلات CNC. وهي مصممة لتوفير تحكم دقيق في الموضع والسرعة وعزم الدوران لمحاور الماكينة. يتكون نظام محرك المؤازرة عادة من محرك وجهاز ردود الفعل (مثل المشفر) ومحرك مؤازرة. يراقب المشفر بشكل مستمر موضع عمود المحرك ويرسل هذه المعلومات مرة أخرى إلى محرك المؤازرة ، والذي يقوم بعد ذلك بضبط إخراج المحرك للحفاظ على الموضع أو السرعة المطلوبة.
يمكن للمحركات المؤازرة تحقيق مستويات عالية للغاية من دقة تحديد المواقع ، وغالبًا ما تكون في نطاق الميكرونات. هذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب التحمل الضيق ، مثل الفضاء الجوي وتصنيع الأجهزة الطبية.
إنهم قادرون على التسارع بسرعة وتراجع ، مما يسمح بتغييرات سريعة في حركة الماكينة. هذا أمر بالغ الأهمية لعمليات الآلات عالية السرعة ويقلل من أوقات الدورة.
يمكن أن توفر محركات المؤازرة عزم دوران متسق على مجموعة واسعة من السرعات ، مما يضمن تشغيل سلس ومستقر أثناء عمليات القطع.
تتيح ردود الفعل من التشفير التحكم في الحلقة المغلقة ، والذي يقوم بتصحيح أي أخطاء في موضع المحرك أو السرعة. هذا يؤدي إلى عمليات تصنيع دقيقة للغاية وقابلة للتكرار.
يمكن برمجة Servo Motors لمتابعة ملفات تعريف الحركة المعقدة ، مما يجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من مهام التصنيع ، بما في ذلك الكفاف والحفر والطحن.
أنها توفر نسبة عالية من الوزن - إلى - ، مما يسمح بتصميمات الماكينة المدمجة والفعالة.
تعد محركات السائر نوعًا مهمًا آخر من المحركات المستخدمة في آلات CNC ، خاصة في تطبيقات أقل تكلفة وأقل دقة. يقسم محرك السائر دوران كامل إلى عدد من الخطوات المنفصلة ، وكل خطوة تتوافق مع إزاحة زاوية محددة. يتم التحكم في المحرك عن طريق إرسال سلسلة من النبضات الكهربائية إلى لفات المحرك ، مع تدوير كل نبضة للمحرك بخطوة واحدة.
الحركة الإضافية: تتحرك محركات السائر في خطوات منفصلة ، مما يجعلها سهلة التحكم والوضع بدقة للمهام البسيطة.
Open - Control Control: في كثير من الحالات ، يمكن أن تعمل محركات Stepper بدون جهاز ردود الفعل ، والاعتماد فقط على عدد النبضات المرسلة إلى المحرك لتحديد موضعها. هذا يبسط نظام التحكم ويقلل التكاليف.
التكلفة المنخفضة: تعتبر محركات Stepper أقل تكلفة بشكل عام من محركات المؤازرة ، مما يجعلها خيارًا جذابًا للهواة والمصنعين الصغار على الميزانية.
التحكم البسيط: آلية التحكم المباشرة في محركات السائر تجعلها في متناول المستخدمين الذين لديهم معرفة تقنية محدودة. يمكن دمجها بسهولة في أنظمة CNC الأساسية.
عقد عزم الدوران: يمكن لمحركات Stepper أن تحتفظ بموقعها دون استهلاك الطاقة الإضافية ، وهو أمر مفيد للتطبيقات التي تحتاج فيها الماكينة إلى الحفاظ على وضع ثابت أثناء عمليات الآلات غير المتصلة.
قفل الذات: عندما يتم تشغيل المحرك ، يبقى في وضعه الأخير بسبب الخواص المغناطيسية للمحرك ، مما يوفر شكلاً من أشكال القفل الذاتي.
غالبًا ما تستخدم محركات السائر في أجهزة التوجيه CNC من مستوى الدخول ، والطابعات ثلاثية الأبعاد ، وآلات الطحن الصغيرة. إنها مناسبة للمهام مثل النقش ، والطحن البسيط للمواد اللينة ، وعمليات تحديد المواقع الأساسية حيث لا تكون الدقة العالية هي الشرط الأساسي.
تعد المحركات الخطية نوعًا جديدًا نسبيًا من تكنولوجيا المحركات التي يتم استخدامها بشكل متزايد في أجهزة CNC عالية الأداء. بدلاً من تحويل الطاقة الكهربائية إلى حركة الدوران مثل المحركات التقليدية ، تنتج المحركات الخطية مباشرة حركة خطية. هذا يلغي الحاجة إلى مكونات الإرسال الميكانيكية مثل الأحزمة والبكرات ومسامير الكرة ، مما يؤدي إلى نظام محرك أكثر مباشرة وكفاءة.
يمكن للمحركات الخطية تحقيق سرعات وتسارع عالية للغاية ، تتجاوز بكثير تلك الأنظمة المحركية التقليدية. هذا يسمح بحركة سريعة لمحاور الماكينة ويقلل من أوقات الدورة.
بدون رد الفعل الميكانيكي والامتثال المرتبطين بمكونات الإرسال التقليدية ، توفر المحركات الخطية دقة مواقع استثنائية وتكرارها.
نظرًا لوجود عدد أقل من الأجزاء المتحركة ولا حاجة لتزييت مكونات النقل الميكانيكية ، فإن المحركات الخطية تتطلب صيانة أقل ولها عمر خدمة أطول.
تعمل الطبيعة المباشرة للمحركات الخطية على التخلص من فقدان الطاقة وعدم الكفاءة الميكانيكية المرتبطة بأنظمة القيادة التقليدية ، مما يؤدي إلى ارتفاع الكفاءة الكلية.
توفر المحركات الخطية حركة سلسة واهتزاز - وهي مفيدة للتطبيقات التي تتطلب تشطيبات عالية الجودة وتكوين دقيق.
يسمح غياب مكونات النقل الميكانيكية بتصميم آلي أكثر إحكاما وخفيفة الوزن ، والذي يمكن أن يكون مفيدًا في بعض التطبيقات.
في الختام ، يعتمد اختيار المحرك في آلة CNC على مجموعة متنوعة من العوامل ، بما في ذلك الدقة المطلوبة والسرعة وعزم الدوران والتكلفة. توفر Servo Motors دقة ومرونة عالية ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات النهائية عالية. تعد محركات السائر خيارًا أكثر فعالية للمهام الأقل تطلبًا. تعد محركات المغزل ضرورية لقيادة أداة القطع ، في حين توفر المحركات الخطية أداءً عالياً وذات دقة عالية في آلات CNC المتقدمة.
في عالم آلات CNC (التحكم العددي للكمبيوتر) ، يعد محرك المغزل مكونًا حاسمًا يؤثر بشكل مباشر على عملية الآلات. يتم استخدام أنواع مختلفة من محركات المغزل ، ولكل منها مجموعة من المزايا والعيوب الخاصة بها.
الحزام - محركات المغزل المدفوعة تكون بشكل عام أكثر بأسعار معقولة مقارنة بالأنواع الأخرى. آلية الحزام مكون بسيط نسبيًا وغير مكلف ، مما يساعد في تقليل التكلفة الإجمالية لآلة CNC. هذا يجعلهم خيارًا شائعًا لمصنعي المصنّعين والهواة الصغيرة على الميزانية.
يعمل الحزام كمخزن مؤقت بين المحرك والمغزل. يمكن أن تمتص وتراجع الاهتزازات الناتجة أثناء عملية الآلات. ونتيجة لذلك ، فإن الأداة وشغل العمل تختبر اهتزازًا أقل ، مما يؤدي إلى تشطيبات سطح أفضل على الأجزاء المعنية.
عن طريق تغيير أحجام البكرة على المحرك والمغزل ، من الممكن تحقيق مجموعة واسعة من سرعات المغزل. تتيح هذه المرونة عمليات تصنيع مختلفة ، مثل الخشنة والتشطيب ، لتنفيذ على نفس الجهاز بسهولة نسبية.
هناك كمية معينة من فقدان الطاقة في النظام المدفوع بسبب الاحتكاك بين الحزام والبكرات. يقلل فقدان الطاقة هذا من الكفاءة الإجمالية لمحرك المغزل ، والذي يمكن أن يكون مصدر قلق في تطبيقات تصنيع الطاقة العالية.
يجب تفتيش الأحزمة بانتظام للارتداء والتوتر. بمرور الوقت ، يمكن أن تمتد الأحزمة أو التآكل ، والتي قد تتطلب استبدالًا. بالإضافة إلى ذلك ، تحتاج البكرات أيضًا إلى الحفاظ عليها لضمان المحاذاة المناسبة والتشغيل السلس.
الحزام - أنظمة مدفوعة لها قيود من حيث مقدار عزم الدوران الذي يمكن أن ينقله. في التطبيقات التي يلزم عزم الدوران العالي ، مثل الآلات الثقيلة للمواد الصلبة ، قد لا تكون محركات المغزل المدفوعة هي الخيار الأفضل.
نظرًا لعدم وجود مكونات وسيطة مثل الأحزمة أو التروس ، فإن محركات المغزل المباشرة التي تحركها تتمتع بكفاءة أعلى في نقل الطاقة. هذا يعني أنه يتم تحويل المزيد من الطاقة الكهربائية المقدمة للمحرك إلى طاقة ميكانيكية في المغزل ، مما يؤدي إلى انخفاض استهلاك الطاقة.
تقدم محركات المغزل المباشرة - الدقة والصلابة الممتازة. إن العلاقة المباشرة بين المحرك والمغزل يلغي مشكلات رد الفعل والامتثال المرتبطة بالأنظمة التي تحركها الحزام أو الترس. هذا يؤدي إلى زيادة الدقة وتكرار أفضل.
هذه المحركات قادرة على تحقيق سرعات مغزل عالية للغاية ، وهو أمر ضروري لعمليات التشغيل عالية السرعة. يمكن للآلات عالية السرعة أن تقلل بشكل كبير من وقت التصنيع وتحسين النهاية السطحية للأجزاء.
التكلفة المرتفعة: مباشرة - محركات المغزل المدفوعة أكثر تكلفة لتصنيعها وشرائها. التكنولوجيا المتقدمة والهندسة الدقيقة المطلوبة لأنظمة القيادة المباشرة تساهم في ارتفاع التكلفة. يمكن أن يكون هذا حاجزًا كبيرًا لبعض الشركات المصنعة الصغيرة.
توليد الحرارة: يعني الاقتران المباشر للمحرك إلى المغزل أن الحرارة الناتجة عن المحرك يتم نقلها مباشرة إلى المغزل. يمكن أن يسبب هذا التوسع الحراري ، مما قد يؤثر على دقة عملية الآلات. غالبًا ما تكون أنظمة التبريد الخاصة مطلوبة لإدارة الحرارة ، مما يضيف إلى تعقيد وتكلفة الجهاز.
عزم الدوران المحدود بسرعات منخفضة: قد يكون لمحركات المغزل المباشرة ذات الدافع المباشر إخراج عزم الدوران بسرعات منخفضة. يمكن أن يكون هذا مشكلة في التطبيقات التي يلزم عزم الدوران العالي بسرعات الدوران المنخفضة ، مثل عند بدء تشغيل القطع الثقيلة.
العتاد - محركات المغزل المدفوعة قادرة على نقل مستويات عالية من عزم الدوران. هذا يجعلها مناسبة لعمليات التشغيل الثقيلة للآلات ، مثل طحن قطع العمل الكبيرة أو قطع المواد الصلبة مثل الصلب.
يوفر نظام التروس ميزة ميكانيكية ، مما يسمح للمحرك بالعمل بنطاق سرعة أكثر كفاءة مع الاستمرار في تقديم سرعة المغزل المطلوبة. هذا يمكن أن يحسن الأداء العام لآلة CNC.
يمكن أن تولد التروس كمية كبيرة من الضوضاء والاهتزاز أثناء التشغيل. لا يمكن أن يكون هذا مصدر إزعاج في ورشة العمل فحسب ، بل يؤثر أيضًا على جودة الأجزاء المعنية. قد تكون هناك حاجة إلى تدابير إضافية لتقليل مستويات الضوضاء والاهتزاز.
الترس - الأنظمة المدفوعة أكثر تعقيدًا من الأنظمة التي تحركها الحزام ، وتتطلب صيانة أكثر تواتراً وتفصيلاً. يجب تزييت التروس بانتظام ، ويجب معالجة أي علامات على التآكل أو الضرر على الفور لتجنب فشل النظام.
بالمقارنة مع محركات المغزل المباشرة التي تحركها ، فإن محركات المغزل المدفوعة ذات النطاق المحدود أكثر محدودية. يمكن أن يكون تغيير نسبة التروس لتحقيق سرعات مختلفة عملية معقدة ووقت.
