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Ansichten: 0 Autor: Site Editor Veröffentlichung Zeit: 2016-04-20 Herkunft: Website
Computerisierte numerische Steuerungsmaschinen (CNC) wurden historisch und in erster Linie entwickelt, um eine genaue und präzise Positionierung des Werkzeugs und der Arbeitsplatte in Bezug aufeinander zu erreichen. Dieses gesamte Positionierungssystem basiert einfach auf den Koordinaten des Maschinenarbeitsraums oder des Umschlags. Um diese Koordinaten für die Positionierung oder Bewegung des Werkzeugs und / oder der Maschinentabelle (oder des Arbeitsplatzes) zu erreichen, stellt eine CNC-Maschine Befehle für die verschiedenen elektrischen Laufwerke über verschiedene CNC-Codes und Daten zur Verfügung, die vom Bediener im Formular ein Teilprogramm geliefert werden. Daher hängt die Genauigkeit und Präzision dieser CNC-Maschinen und damit die Leistung der CNC-Maschinen hauptsächlich von der genauen und präzisen Bewegung des Werkzeugs und/oder der maschinellen Tabelle (oder des Arbeitsplatzes) ab, das durch diese elektrischen Antriebe und damit verbundenen Mechanismen erzeugt wird. Diese Bewegungen aus Werkzeug oder Arbeitsplatz erfolgen entlang einer Achse der CNC-Maschine, und daher werden die verschiedenen elektrischen Laufwerke, die diese Bewegungen beeinflussen, als Achsenfahrten bezeichnet. Bei Achsenfahrten verwenden die CNC -Maschinen hauptsächlich zwei Arten von Motoren, nämlich. Schrittmotoren und Servo -Motoren . Jedes dieser Motorklassen hat mehrere Varianten und jede Vor- und Nachteile. Servomotoren sind keine bestimmte Motorklasse, obwohl der Begriff Servomotor häufig verwendet wird, um einen Motor zu beziehen, der für die Verwendung in Steuerungssystemen mit geschlossenem Schleife geeignet ist, für die Rückkopplungsmechanismen erforderlich sind. Ein Schrittmotor ist ein pulsgetriebener Motor, der die Winkelposition des Rotors in Schritten ändert und bei niedrigen Kosten mit kostengünstigen, offenen Schleifenpositionskontrollsystemen häufig verwendet wird, für die keine Rückkopplungsmechanismen erforderlich sind. Diese Studie bietet ein Verständnis für die Technologie und den Betrieb von Stepper -Motoren , die bei der Auswahl und möglicherweise bei der Weiterentwicklung zur weiteren Verbesserung der Leistung von CNC -Maschinen helfen sollen.
CNC -Maschinen (Computer Numerical Control) haben die Fertigungsindustrie revolutioniert, indem sie präzise und automatisierte Bearbeitungsvorgänge ermöglicht haben. Im Zentrum dieser ausgefeilten Maschinen stehen verschiedene Arten von Motoren, die eine entscheidende Rolle bei der Bewegung der Achsen der Maschine spielen und die Schneidwerkzeuge mit Strom versorgen. Das Verständnis der verschiedenen Arten von Motoren, die in CNC -Maschinen verwendet werden, ist für beide Suchenden, die ihr Wissen und potenzielle Käufer erweitern möchten, fundierte Entscheidungen darüber, in welche Maschine zu investieren ist. In diesem Blog -Beitrag werden wir die häufigsten Arten von Motoren in CNC -Maschinen, ihre Merkmale, Vorteile und Anwendungen untersuchen.
Spindelmotoren sind für das Fahrwerk des Schneidwerkzeugs in einer CNC -Maschine verantwortlich. Sie sind so konzipiert, dass sie das Werkzeug mit hohen Geschwindigkeiten drehen und die notwendige Schnittkraft bereitstellen, um Material aus dem Werkstück zu entfernen. Spindelmotoren können je nach den spezifischen Anforderungen der Maschine entweder direkt oder gürtel - angetrieben werden.
Spindelmotoren können extrem hohe Rotationsgeschwindigkeiten erreichen, typischerweise zwischen einigen tausend bis Zehntausenden von Revolutionen pro Minute (U / min). Dies ist für das effiziente Schneiden verschiedener Materialien von entscheidender Bedeutung.
Sie müssen ein ausreichendes Drehmoment bei hohen Geschwindigkeiten liefern, um ein reibungsloses und effektives Schneiden zu gewährleisten. Die Drehmomentanforderungen variieren je nach Art des bearbeiteten Materials und des Schneidvorgangs.
Spindelmotoren müssen mit hoher Präzision und Stabilität arbeiten, um Vibrationen zu minimieren und eine genaue Bearbeitung zu gewährleisten. Dies ist entscheidend, um hochwertige Oberflächen und enge Toleranzen zu erreichen.
Die hohe Geschwindigkeitsdrehung von Spindelmotoren ermöglicht eine schnelle Entfernung von Materialien, wodurch die Produktivität der Produktivität erhöht wird CNC -Maschine.
Spindelmotoren können mit einer Vielzahl von Schneidwerkzeugen verwendet werden, wodurch sie für verschiedene Bearbeitungsvorgänge wie Mahlen, Bohren und Drehen geeignet sind.
Durch die Bereitstellung einer stabilen und präzisen Rotation tragen Spindelmotoren zur Herstellung von hochwertigen, gefertigten Teilen mit hervorragenden Oberflächenoberflächen bei.
Spindelmotoren finden sich in allen Arten von CNC -Maschinen , die Schneidvorgänge erfordern, einschließlich Bearbeitungszentren, Drehmaschinen und Mahlen. Sie werden in Branchen wie Automobil, Luft- und Raumfahrt und allgemeiner Fertigung zur Herstellung von Komponenten mit komplexen Formen und engen Toleranzen verwendet.
Servomotoren sind eine der am häufigsten verwendeten Motorarten in CNC -Maschinen. Sie sind so konzipiert, dass sie die Position, Geschwindigkeit und das Drehmoment der Maschinenachsen präzise Kontrolle bieten. Ein Servo -Motorsystem besteht in der Regel aus einem Motor, einem Feedback -Gerät (wie einem Encoder) und einem Servoantrieb. Der Encoder überwacht kontinuierlich die Position der Motorwelle und sendet diese Informationen an den Servoantrieb zurück, der dann die Ausgabe des Motors anpasst, um die gewünschte Position oder Geschwindigkeit zu erhalten.
Servomotoren können ein extrem hohes Maß an Positionierungsgenauigkeit erreichen, häufig im Bereich der Mikrometer. Dies macht sie ideal für Anwendungen, die enge Toleranzen wie die Herstellung von Luft- und Raumfahrt- und Medizinprodukten erfordern.
Sie sind in der Lage, schnell zu beschleunigen und zu verlangsamen, um schnelle Änderungen in der Bewegung der Maschine zu ermöglichen. Dies ist für hohe Geschwindigkeitsbearbeitungsvorgänge von entscheidender Bedeutung und reduziert die Zykluszeiten.
Servomotoren können ein konsistentes Drehmoment über eine Vielzahl von Geschwindigkeiten liefern und während des Schneidverfahrens einen reibungslosen und stabilen Betrieb sicherstellen.
Das Feedback aus dem Encoder ermöglicht eine geschlossene Schleifensteuerung, die für Fehler in der Position oder Geschwindigkeit des Motors korrigiert. Dies führt zu hoch genauen und wiederholbaren Bearbeitungsvorgängen.
Servomotoren können so programmiert werden, dass sie komplexe Bewegungsprofile befolgen, wodurch sie für eine Vielzahl von Bearbeitungsaufgaben geeignet sind, einschließlich Konturieren, Bohrungen und Mahlen.
Sie bieten eine hohe Leistung - Gewichtsverhältnis, die kompakte und effiziente Maschinenkonstruktionen ermöglichen.
Steppermotoren sind ein weiterer wichtiger Motorart, der in CNC -Maschinen verwendet wird, insbesondere in weniger teuren und niedrigeren Präzisionsanwendungen. Ein Schrittmotor unterteilt eine vollständige Drehung in eine Reihe diskreter Schritte, und jeder Schritt entspricht einer bestimmten Winkelverschiebung. Der Motor wird gesteuert, indem eine Reihe von elektrischen Impulsen an die Motorwicklungen gesendet wird, wobei jeder Impuls um einen Schritt dreht.
Inkrementelle Bewegung: Schrittmotoren bewegen sich in diskreten Schritten, wodurch sie leicht zu steuern und für einfache Aufgaben genau zu positionieren können.
Open - Schleifensteuerung: In vielen Fällen können Schrittmotoren ohne Rückkopplungsgerät arbeiten und sich ausschließlich auf die Anzahl der an den Motor gesendeten Impulse verlassen, um seine Position zu bestimmen. Dies vereinfacht das Steuerungssystem und senkt die Kosten.
Niedrige Kosten: Stepper -Motoren sind im Allgemeinen günstiger als Servomotoren, was sie zu einer attraktiven Option für Hobbyisten und kleine Hersteller mit kleinem Budget macht.
Einfache Kontrolle: Der unkomplizierte Kontrollmechanismus von Schrittmotoren macht sie für Benutzer mit begrenztem technischem Wissen zugänglich. Sie können leicht in grundlegende CNC -Systeme integriert werden.
Drehmoment halten: Schrittmotoren können ihre Position aufbewahren, ohne zusätzliche Leistung zu verbrauchen, was für Anwendungen nützlich ist, bei denen die Maschine während der nicht bearbeitenden Vorgänge eine feste Position aufrechterhalten muss.
Selbstverriegelung: Wenn der Motor ausgeschaltet wird, bleibt er aufgrund der magnetischen Eigenschaften des Motors in seiner letzten Position, die eine Form der Selbstverriegelung liefert.
Steppermotoren werden häufig im Eintritt - CNC -Router auf dem Level CNC, 3D -Drucker und kleine Formatmaschinen verwendet. Sie eignen sich für Aufgaben wie Gravur, einfaches Mahlen weicher Materialien und grundlegende Positionierungsvorgänge, bei denen eine hohe Präzision nicht die Hauptanforderung ist.
Lineare Motoren sind eine relativ neue Art von Motor -Technologie, die zunehmend in CNC -Maschinen mit hoher Leistung verwendet wird. Anstatt elektrische Energie in Rotationsbewegung wie herkömmliche Motoren umzuwandeln, erzeugen lineare Motoren direkt eine lineare Bewegung. Dadurch müssen mechanische Getriebekomponenten wie Riemen, Riemenscheiben und Kugelschrauben erforderlich sind, was zu einem direkteren und effizienteren Antriebssystem führt.
Lineare Motoren können extrem hohe Geschwindigkeiten und Beschleunigungen erzielen und weit über denen herkömmlicher motorgesteuerter Systeme hinausgehen. Dies ermöglicht eine schnelle Bewegung der Achsen der Maschine und reduziert die Zykluszeiten.
Ohne die mit herkömmlichen Übertragungskomponenten verbundenen mechanischen Gegenreaktionen und Einhaltung bieten lineare Motoren eine außergewöhnliche Positionierungsgenauigkeit und Wiederholbarkeit.
Da es weniger bewegliche Teile gibt und keine Schmierung mechanischer Übertragungskomponenten benötigt, erfordern lineare Motoren weniger Wartung und haben eine längere Lebensdauer.
Der direkte Antriebsmerkmal der linearen Motoren beseitigt die Energieverluste und mechanischen Ineffizienzen, die mit herkömmlichen Antriebssystemen verbunden sind, was zu einer höheren Gesamteffizienz führt.
Lineare Motoren sorgen für eine reibungslose und vibrierende - freie Bewegung, die für Anwendungen von Vorteil ist, die hochwertige Oberflächenoberflächen und präzise Bearbeitung erfordern.
Das Fehlen mechanischer Übertragungskomponenten ermöglicht eine kompaktere und leichte Maschinenkonstruktion, die in einigen Anwendungen vorteilhaft sein kann.
Zusammenfassend hängt die Wahl des Motors in einer CNC -Maschine von einer Vielzahl von Faktoren ab, einschließlich der erforderlichen Präzision, Geschwindigkeit, Drehmoment und Kosten. Servomotoren bieten hohe Präzision und Flexibilität, wodurch sie für hohe Endanwendungen geeignet sind. Stepper -Motoren sind eine bessere Kosten - eine effektive Option für weniger anspruchsvolle Aufgaben. Spindelmotoren sind für das Fahren des Schneidwerkzeugs unerlässlich, während lineare Motoren eine hohe Geschwindigkeit und eine hohe Präzisionsleistung in fortschrittlichen CNC -Maschinen bieten.
Im Bereich der CNC -Maschinen (Computer Numerical Control) ist der Spindelmotor eine entscheidende Komponente, die den Bearbeitungsvorgang direkt beeinflusst. Es werden verschiedene Arten von Spindelmotoren verwendet, die jeweils eigene Vor- und Nachteile haben.
Gürtel - Angesteuerte Spindelmotoren sind im Vergleich zu anderen Typen im Allgemeinen erschwinglicher. Der Riemenmechanismus ist eine relativ einfache und kostengünstige Komponente, die dazu beiträgt, die Gesamtkosten der CNC -Maschine zu senken. Dies macht sie zu einer beliebten Wahl für kleine Maßstäbe und Hobbyisten mit kleinem Budget.
Der Gürtel wirkt als Puffer zwischen dem Motor und der Spindel. Es kann während des Bearbeitungsprozesses Vibrationen aufnehmen und dämpfen. Infolgedessen erleben das Werkzeug und das Werkstück weniger Vibration, was zu besseren Oberflächenleitern an den bearbeiteten Teilen führt.
Durch das Ändern der Riemenscheibe -Größen auf dem Motor und der Spindel ist es möglich, eine breite Palette von Spindelgeschwindigkeiten zu erreichen. Diese Flexibilität ermöglicht es, unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge wie Schruppen und Veredelungen mit relativ leicht auf derselben Maschine auszuführen.
Aufgrund der Reibung zwischen dem Gürtel und den Riemenscheiben gibt es eine gewisse Menge an Stromverlust. Dieser Leistungsverlust verringert die Gesamteffizienz des Spindelmotors, was bei hohen Strombearbeitungsanwendungen ein Problem darstellen kann.
Die Gürtel müssen regelmäßig auf Verschleiß und Spannung inspiziert werden. Im Laufe der Zeit können sich die Riemen dehnen oder abnutzen, was möglicherweise ersetzt werden muss. Darüber hinaus müssen die Riemenscheiben auch beibehalten werden, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung und einen reibungslosen Betrieb sicherzustellen.
Gürtel - Angestellte Systeme haben Einschränkungen hinsichtlich der Menge an Drehmoment, die sie übertragen können. In Anwendungen, bei denen ein hohes Drehmoment erforderlich ist, wie z. B. schwere Pflichtbearbeitung von harten Materialien, gürtbetrieben - angetriebene Spindelmotoren sind möglicherweise nicht die beste Wahl.
Da es keine Zwischenkomponenten wie Gürtel oder Zahnräder gibt, haben direkte Spindelmotoren eine höhere Effizienz von Stromübertragung. Dies bedeutet, dass mehr der dem Motor gelieferten elektrischen Strom in mechanischer Leistung an der Spindel umgewandelt wird, was zu einem geringeren Energieverbrauch führt.
Direkte - angetriebene Spindelmotoren bieten hervorragende Präzision und Starrheit. Die direkte Verbindung zwischen dem Motor und der Spindel beseitigt die mit dem Riemen angetriebenen oder mit Zahnrad angetriebenen Vorschriften und Konformitätsproblemen. Dies führt zu genauerer Bearbeitung und besserer Wiederholbarkeit.
Diese Motoren sind in der Lage, sehr hohe Spindelgeschwindigkeiten zu erzielen, was für den Bearbeitungsvorgang mit hoher Geschwindigkeit von wesentlicher Bedeutung ist. Eine hohe Geschwindigkeitsbearbeitung kann die Bearbeitungszeit erheblich reduzieren und das Oberflächenfinish der Teile verbessern.
Hohe Kosten: Direkte - angetriebene Spindelmotoren sind teurer für die Herstellung und Kauf. Die für direkte Antriebssysteme erforderliche fortschrittliche Technologie und präzise Technik tragen zu den höheren Kosten bei. Dies kann eine erhebliche Barriere für einige kleine Skalierhersteller sein.
Wärmeerzeugung: Die direkte Kopplung des Motors an die Spindel bedeutet, dass der vom Motor erzeugte Wärme direkt in die Spindel übertragen wird. Dies kann eine thermische Expansion verursachen, die die Genauigkeit des Bearbeitungsprozesses beeinflussen kann. Für die Verwaltung der Wärme sind häufig spezielle Kühlsysteme erforderlich, wodurch die Komplexität und die Kosten der Maschine verstärkt werden.
Begrenztes Drehmoment bei niedrigen Geschwindigkeiten: Direkte, angetriebene Spindelmotoren können bei niedrigen Geschwindigkeiten eine begrenzte Drehmomentleistung aufweisen. Dies kann ein Problem in Anwendungen sein, bei denen ein hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahl erforderlich ist, z. B. beim Starten eines schweren Schnittbetriebs.
Ausrüstung - Angetriebene Spindelmotoren können hohe Drehmomentniveaus übertragen. Dies macht sie für schwere Betriebsbearbeitungsvorgänge geeignet, z. B. für das Mahlen großer Werkstücke oder das Schneiden von harten Materialien wie Stahl.
Das Zahnradsystem bietet einen mechanischen Vorteil und ermöglicht es dem Motor, mit einem effizienteren Geschwindigkeitsbereich zu arbeiten und gleichzeitig die erforderliche Spindelgeschwindigkeit zu liefern. Dies kann die Gesamtleistung der CNC -Maschine verbessern.
Zahnräder können während des Betriebs eine erhebliche Menge an Rauschen und Vibrationen erzeugen. Dies kann nicht nur ein Ärgernis im Workshop sein, sondern auch die Qualität der bearbeiteten Teile beeinflussen. Es können zusätzliche Maßnahmen erforderlich sein, um den Rausch- und Vibrationsniveau zu verringern.
Ausrüstung - Angestellte Systeme sind komplexer als gürtel - angetriebene Systeme und benötigen häufigere und detaillierte Wartung. Die Zahnräder müssen regelmäßig geschmiert werden, und alle Anzeichen von Verschleiß oder Schäden müssen umgehend angegangen werden, um ein Systemfehler zu vermeiden.
Im Vergleich zu direkten - angetriebenen Spindelmotoren weisen die angetriebenen Spindelmotoren mit Ausrüstung einen begrenzten Geschwindigkeitsbereich auf. Das Ändern des Zahnradverhältnisses, um unterschiedliche Geschwindigkeiten zu erreichen, kann ein komplexer und zeitverbrauchender Prozess sein.
