Česky
Zobrazení: 0 Autor: Editor webu Čas publikování: 20. 4. 2016 Původ: místo
Počítačové numerické řízení (CNC) stroje byly historicky a primárně vyvíjeny pro dosažení přesného a přesného polohování nástroje a obrobku ve vztahu k sobě navzájem. Celý tento polohovací systém je jednoduše založen na souřadnicích pracovního prostoru stroje nebo obálky. Aby bylo dosaženo těchto souřadnic pro polohování nebo pohyb stolu nástroje a/nebo stroje (nebo obrobku), CNC stroj poskytuje příkazy různým elektrickým pohonům prostřednictvím různých CNC kódů a dat dodávaných operátorem ve formě part-programu. Přesnost a přesnost těchto CNC strojů a tím i výkon CNC strojů je tedy primárně závislý na přesném a přesném pohybu nástroje a/nebo stolu stroje (nebo obrobku) generovaného těmito elektrickými pohony a souvisejícími mechanismy. Tyto pohyby nástroje nebo obrobku probíhají podél některé osy CNC stroje, a proto se různé elektrické pohony ovlivňující tyto pohyby označují jako pohony os. Pro pohony os používají CNC stroje hlavně dva typy motorů, viz. Krokové motory a Servomotory . Každá z těchto tříd motorů má několik variant a každá má své výhody a nevýhody. Servomotory nejsou specifickou třídou motorů, ačkoli termín servomotor se často používá k označení motoru vhodného pro použití v řídicích systémech s uzavřenou smyčkou, které vyžadují mechanismy zpětné vazby. Krokový motor je pulzně poháněný motor, který mění úhlovou polohu rotoru v krocích a je široce používán v levných systémech řízení polohy s otevřenou smyčkou, které nevyžadují žádné zpětnovazební mechanismy. Tato studie poskytuje pochopení technologie a provozu krokové motory , které pomohou při jejich výběru a případném postupu k dalšímu zlepšení výkonu CNC strojů.
HOLRY - knihovna rovných řezaček 8 nožů - 800-ISO30.dwg
CNC stroje (Computer Numerical Control) způsobily revoluci ve výrobním průmyslu tím, že umožňují přesné a automatizované obráběcí operace. Srdcem těchto sofistikovaných strojů jsou různé typy motorů, které hrají zásadní roli v pohonu pohybu os stroje a pohonu řezných nástrojů. Pochopení různých typů motorů používaných v CNC strojích je zásadní jak pro hledající, kteří chtějí rozšířit své znalosti, tak pro potenciální kupce, kteří činí informovaná rozhodnutí o tom, do kterého stroje investovat. V tomto příspěvku na blogu prozkoumáme nejběžnější typy motorů, které se nacházejí v CNC strojích, jejich vlastnosti, výhody a aplikace.
Vřetenové motory jsou zodpovědné za pohon řezného nástroje v CNC stroji. Jsou navrženy tak, aby rotovaly nástrojem vysokou rychlostí a poskytovaly potřebnou řeznou sílu k odstranění materiálu z obrobku. Vřetenové motory mohou být buď přímo poháněné, nebo řemenové, v závislosti na konkrétních požadavcích stroje.
Vřetenové motory jsou schopny dosahovat extrémně vysokých otáček, typicky v rozsahu od několika tisíc do desítek tisíc otáček za minutu (RPM). To je nezbytné pro efektivní řezání různých materiálů.
Musí poskytovat dostatečný krouticí moment při vysokých rychlostech, aby bylo zajištěno hladké a efektivní řezání. Požadavky na krouticí moment se liší v závislosti na typu obráběného materiálu a procesu řezání.
Vřetenové motory musí pracovat s vysokou přesností a stabilitou, aby se minimalizovaly vibrace a zajistilo se přesné obrábění. To je klíčové pro dosažení vysoce kvalitních povrchových úprav a úzkých tolerancí.
Vysokorychlostní rotace vřetenových motorů umožňuje rychlý úběr materiálu a zvyšuje produktivitu stroje CNC stroj.
Vřetenové motory lze použít s řadou řezných nástrojů, díky čemuž jsou vhodné pro různé obráběcí operace, jako je frézování, vrtání a soustružení.
Zajištěním stabilního a přesného otáčení přispívají vřetenové motory k výrobě vysoce kvalitních obráběných dílů s vynikající povrchovou úpravou.
Vřetenové motory se nacházejí ve všech typech CNC strojů , které vyžadují řezací operace, včetně obráběcích center, soustruhů a brusek. Používají se v průmyslových odvětvích, jako je automobilový průmysl, letecký průmysl a všeobecná výroba pro výrobu součástí se složitými tvary a úzkými tolerancemi.
Servomotory jsou jedním z nejpoužívanějších typů motorů v CNC strojích. Jsou navrženy tak, aby poskytovaly přesnou kontrolu nad polohou, rychlostí a kroutícím momentem os stroje. Systém servomotoru se obvykle skládá z motoru, zpětnovazebního zařízení (jako je kodér) a servopohonu. Kodér nepřetržitě monitoruje polohu hřídele motoru a posílá tyto informace zpět do servopohonu, který pak upravuje výkon motoru tak, aby byla zachována požadovaná poloha nebo rychlost.
Servomotory mohou dosahovat extrémně vysoké úrovně přesnosti polohování, často v rozsahu mikronů. Díky tomu jsou ideální pro aplikace, které vyžadují těsné tolerance, jako je letecký průmysl a výroba lékařských zařízení.
Jsou schopny rychle zrychlovat a zpomalovat, což umožňuje rychlé změny v pohybu stroje. To je zásadní pro vysokorychlostní obráběcí operace a zkracuje doby cyklu.
Servomotory mohou poskytovat konzistentní točivý moment v širokém rozsahu rychlostí, což zajišťuje hladký a stabilní provoz během řezných procesů.
Zpětná vazba z kodéru umožňuje řízení v uzavřené smyčce, které koriguje případné chyby v poloze nebo rychlosti motoru. Výsledkem jsou vysoce přesné a opakovatelné obráběcí operace.
Servomotory lze naprogramovat tak, aby sledovaly složité profily pohybu, díky čemuž jsou vhodné pro různé úkoly obrábění, včetně konturování, vrtání a frézování.
Nabízejí vysoký poměr výkonu a hmotnosti, což umožňuje kompaktní a efektivní konstrukci strojů.
Krokové motory jsou dalším důležitým typem motoru používaného v CNC strojích, zejména v méně nákladných a méně přesných aplikacích. Krokový motor rozděluje plnou rotaci do několika samostatných kroků a každý krok odpovídá specifickému úhlovému posunutí. Motor je řízen odesláním série elektrických impulzů do vinutí motoru, přičemž každý impulz způsobí, že se motor otočí o jeden krok.
Inkrementální pohyb: Krokové motory se pohybují v diskrétních krocích, což usnadňuje jejich ovládání a přesné umístění pro jednoduché úkoly.
Řízení s otevřenou smyčkou: V mnoha případech mohou krokové motory pracovat bez zpětnovazebního zařízení, spoléhající se pouze na počet impulsů odeslaných do motoru k určení jeho polohy. To zjednodušuje řídicí systém a snižuje náklady.
Nízká cena: Krokové motory jsou obecně levnější než servomotory, což z nich dělá atraktivní volbu pro fandy a malé výrobce s nízkým rozpočtem.
Jednoduché ovládání: Přímý ovládací mechanismus krokových motorů je zpřístupňuje uživatelům s omezenými technickými znalostmi. Lze je snadno integrovat do základních CNC systémů.
Přídržný krouticí moment: Krokové motory mohou držet svou pozici bez spotřeby dodatečné energie, což je užitečné pro aplikace, kde stroj potřebuje udržovat pevnou polohu během neobráběcích operací.
Samouzamykání: Když je motor vypnutý, zůstává ve své poslední poloze kvůli magnetickým vlastnostem motoru, což poskytuje formu samosvornosti.
Krokové motory se často používají v základních CNC směrovačích, 3D tiskárnách a maloformátových frézkách. Jsou vhodné pro úkoly, jako je gravírování, jednoduché frézování měkkých materiálů a základní polohovací operace, kde není primárním požadavkem vysoká přesnost.
Lineární motory jsou relativně novým typem technologie motorů, která se stále více používá ve vysoce výkonných CNC strojích. Namísto přeměny elektrické energie na rotační pohyb jako tradiční motory lineární motory přímo produkují lineární pohyb. To eliminuje potřebu součástí mechanických převodů, jako jsou řemeny, řemenice a kuličkové šrouby, což vede k přímějšímu a účinnějšímu systému pohonu.
Lineární motory mohou dosahovat extrémně vysokých rychlostí a zrychlení, které daleko předčí ty tradiční motory poháněné systémy. To umožňuje rychlý pohyb os stroje a zkracuje doby cyklů.
Bez mechanické vůle a poddajnosti spojené s tradičními součástmi převodovky nabízejí lineární motory výjimečnou přesnost polohování a opakovatelnost.
Vzhledem k tomu, že je zde méně pohyblivých částí a není potřeba mazání součástí mechanických převodů, lineární motory vyžadují méně údržby a mají delší životnost.
Povaha lineárních motorů s přímým pohonem eliminuje energetické ztráty a mechanické neefektivnosti spojené s tradičními pohonnými systémy, což má za následek vyšší celkovou účinnost.
Lineární motory poskytují plynulý pohyb bez vibrací, což je výhodné pro aplikace, které vyžadují vysoce kvalitní povrchovou úpravu a přesné obrábění.
Absence součástí mechanického převodu umožňuje kompaktnější a lehčí konstrukci stroje, což může být v některých aplikacích výhodné.
Závěrem lze říci, že výběr motoru v CNC stroji závisí na řadě faktorů, včetně požadované přesnosti, rychlosti, točivého momentu a nákladů. Servomotory nabízejí vysokou přesnost a flexibilitu, díky čemuž jsou vhodné pro špičkové aplikace. Krokové motory jsou cenově výhodnější variantou pro méně náročné úkoly. Vřetenové motory jsou nezbytné pro pohon řezného nástroje, zatímco lineární motory poskytují vysokorychlostní a vysoce přesný výkon u pokročilých CNC strojů.
V oblasti CNC strojů (Computer Numerical Control) je motor vřetena klíčovou součástí, která přímo ovlivňuje proces obrábění. Používají se různé typy vřetenových motorů, z nichž každý má své vlastní výhody a nevýhody.
Vřetenové motory poháněné řemenem jsou obecně cenově dostupnější ve srovnání s jinými typy. Pásový mechanismus je relativně jednoduchý a levný komponent, který pomáhá snižovat celkové náklady na CNC stroj. Díky tomu jsou oblíbenou volbou pro malé výrobce a fandy s nízkým rozpočtem.
Řemen funguje jako nárazník mezi motorem a vřetenem. Dokáže absorbovat a tlumit vibrace vznikající během procesu obrábění. Výsledkem je, že nástroj a obrobek jsou vystaveny menším vibracím, což vede k lepší kvalitě povrchu obráběných dílů.
Změnou velikostí řemenic na motoru a vřetenu je možné dosáhnout širokého rozsahu otáček vřetena. Tato flexibilita umožňuje relativně snadné provádění různých obráběcích operací, jako je hrubování a dokončování, na stejném stroji.
V systému poháněném řemenem dochází k určité ztrátě výkonu v důsledku tření mezi řemenem a řemenicemi. Tato ztráta výkonu snižuje celkovou účinnost motoru vřetena, což může být problémem při obrábění s vysokým výkonem.
Řemeny je třeba pravidelně kontrolovat z hlediska opotřebení a napnutí. V průběhu času se mohou pásy roztáhnout nebo opotřebovat, což může vyžadovat výměnu. Kromě toho je také nutné udržovat řemenice, aby bylo zajištěno správné vyrovnání a hladký provoz.
Řemenem poháněné systémy mají omezení, pokud jde o velikost točivého momentu, který mohou přenášet. V aplikacích, kde je vyžadován vysoký kroutící moment, jako je těžké obrábění tvrdých materiálů, poháněné řemenem vřetenové motory nemusí být nejlepší volbou.
Protože zde nejsou žádné mezilehlé součásti, jako jsou řemeny nebo ozubená kola, přímo poháněné vřetenové motory mají vyšší účinnost přenosu výkonu. To znamená, že větší část elektrické energie dodávané do motoru se přeměňuje na mechanickou energii na vřetenu, což má za následek nižší spotřebu energie.
Přímo poháněné vřetenové motory nabízejí vynikající přesnost a tuhost. Přímé spojení mezi motorem a vřetenem eliminuje vůli a problémy s poddajností spojené se systémy poháněnými řemenem nebo převodem. To vede k přesnějšímu obrábění a lepší opakovatelnosti.
Tyto motory jsou schopny dosahovat velmi vysokých otáček vřetena, což je nezbytné pro vysokorychlostní obráběcí operace. Vysokorychlostní obrábění může výrazně zkrátit dobu obrábění a zlepšit povrchovou úpravu dílů.
Vysoké náklady: Přímo poháněné vřetenové motory jsou dražší na výrobu a nákup. Pokročilá technologie a precizní inženýrství potřebné pro systémy s přímým pohonem přispívají k vyšším nákladům. To může být pro některé malé výrobce významnou překážkou.
Generování tepla: Přímé spojení motoru s vřetenem znamená, že teplo generované motorem se přímo přenáší na vřeteno. To může způsobit tepelnou roztažnost, která může ovlivnit přesnost procesu obrábění. K řízení tepla jsou často vyžadovány speciální chladicí systémy, což zvyšuje složitost a cenu stroje.
Omezený točivý moment při nízkých otáčkách: Přímo poháněné vřetenové motory mohou mít omezený točivý moment při nízkých otáčkách. To může být problém v aplikacích, kde je potřeba vysoký krouticí moment při nízkých otáčkách, například při zahájení těžkého řezání.
Vřetenové motory poháněné ozubenými koly jsou schopny přenášet vysoké úrovně točivého momentu. Díky tomu jsou vhodné pro náročné obráběcí operace, jako je frézování velkých obrobků nebo řezání tvrdých materiálů, jako je ocel.
Převodový systém poskytuje mechanickou výhodu a umožňuje motoru pracovat v účinnějším rozsahu otáček a přitom stále dodávat požadované otáčky vřetena. To může zlepšit celkový výkon CNC stroje.
Ozubená kola mohou během provozu generovat značné množství hluku a vibrací. To může nejen obtěžovat dílnu, ale také ovlivnit kvalitu obráběných dílů. Ke snížení hladiny hluku a vibrací mohou být vyžadována další opatření.
Systémy poháněné převody jsou složitější než systémy poháněné řemenem a vyžadují častější a podrobnější údržbu. Ozubená kola je třeba pravidelně mazat a jakékoli známky opotřebení nebo poškození je třeba okamžitě řešit, aby nedošlo k selhání systému.
Ve srovnání s přímo poháněnými vřetenovými motory mají vřetenové motory poháněné převodem omezenější rozsah otáček. Změna převodového poměru pro dosažení různých rychlostí může být složitý a časově náročný proces.
