Ελληνικά
Προβολές: 0 Συγγραφέας: Επεξεργαστής ιστότοπου ώρα δημοσίευσης: 2016-04-20 Προέλευση: Τοποθεσία
Τα μηχανογραφικά μηχανήματα αριθμητικού ελέγχου (CNC) έχουν αναπτυχθεί ιστορικά και κυρίως για να επιτευχθούν ακριβής και ακριβής τοποθέτηση του εργαλείου και του κομματιού εργασίας σε σχέση μεταξύ τους. Αυτό το σύνολο του συστήματος τοποθέτησης βασίζεται απλώς στις συντεταγμένες του χώρου εργασίας του μηχανήματος ή του περιβλήματος. Προκειμένου να επιτευχθούν αυτές οι συντεταγμένες για την τοποθέτηση ή την κίνηση του πίνακα εργαλείων ή / και μηχανών (ή τεμαχίου εργασίας), ένα μηχάνημα CNC παρέχει εντολές στις διάφορες ηλεκτρικές μονάδες μέσω διαφόρων κωδικών CNC και δεδομένων που παρέχονται από τον χειριστή στη φόρμα. Έτσι, η ακρίβεια και η ακρίβεια αυτών των μηχανών CNC και επομένως η απόδοση των μηχανών CNC εξαρτάται κυρίως από την ακριβή και ακριβή κίνηση του πίνακα εργαλείων ή/και μηχανών (ή τεμαχίου εργασίας) που παράγεται από αυτές τις ηλεκτρικές μονάδες και τους συναφείς μηχανισμούς. Αυτές οι κινήσεις του εργαλείου ή του τεμαχίου εργασίας λαμβάνουν χώρα κατά μήκος κάποιου άξονα της μηχανής CNC και έτσι οι διάφορες ηλεκτρικές μονάδες που επηρεάζουν αυτές τις κινήσεις αναφέρονται ως άξονες. Για τους άξονες, οι μηχανές CNC χρησιμοποιούν κυρίως δύο τύπους κινητήρων, Βηματοδότες και Σερβοκινητήρες . Κάθε μία από αυτές τις κατηγορίες κινητήρων έχει αρκετές παραλλαγές και το καθένα έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του. Οι εξυπηρετητές δεν είναι μια συγκεκριμένη κλάση κινητήρα, αν και ο όρος σερβοκινητήρας χρησιμοποιείται συχνά για να αναφέρεται σε έναν κινητήρα κατάλληλο για χρήση σε συστήματα ελέγχου κλειστού βρόχου που απαιτούν μηχανισμούς ανάδρασης. Ένας βηματικός κινητήρας είναι ένας κινητήρας με παλμό που αλλάζει τη γωνιακή θέση του ρότορα σε βήματα και χρησιμοποιείται ευρέως σε συστήματα ελέγχου χαμηλού κόστους, ανοικτού βρόχου που δεν απαιτούν μηχανισμούς ανάδρασης. Αυτή η μελέτη παρέχει την κατανόηση της τεχνολογίας και των λειτουργιών του Stepper Motors που θα βοηθήσουν στην επιλογή τους και ενδεχομένως προόδου για την περαιτέρω βελτίωση της απόδοσης των μηχανών CNC.
Τα μηχανήματα CNC (αριθμητικός έλεγχος υπολογιστών) έχουν επανάσταση στην βιομηχανία κατασκευής, επιτρέποντας ακριβείς και αυτοματοποιημένες εργασίες κατεργασίας. Στο επίκεντρο αυτών των εξελιγμένων μηχανών υπάρχουν διάφοροι τύποι κινητήρων που διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην οδήγηση της κίνησης των άξονων του μηχανήματος και στην τροφοδοσία των εργαλείων κοπής. Η κατανόηση των διαφόρων τύπων κινητήρων που χρησιμοποιούνται στις μηχανές CNC είναι απαραίτητη και για τους δύο ερευνητές που θέλουν να επεκτείνουν τις γνώσεις τους και τους πιθανούς αγοραστές που λαμβάνουν τεκμηριωμένες αποφάσεις σχετικά με το ποια μηχανή θα επενδύσουν. Σε αυτή την ανάρτηση ιστολογίου, θα διερευνήσουμε τους πιο συνηθισμένους τύπους κινητήρων που βρίσκονται σε μηχανές CNC, χαρακτηριστικά, πλεονεκτήματα και εφαρμογές τους.
Οι κινητήρες ατράκτου είναι υπεύθυνοι για την οδήγηση του εργαλείου κοπής σε μια μηχανή CNC. Έχουν σχεδιαστεί για να περιστρέφουν το εργαλείο σε υψηλές ταχύτητες, παρέχοντας την απαραίτητη δύναμη κοπής για την απομάκρυνση του υλικού από το τεμάχιο εργασίας. Οι κινητήρες ατράκτου μπορούν να είναι είτε άμεσοι - οδηγοί είτε με ζώνη, ανάλογα με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις του μηχανήματος.
Οι κινητήρες ατράκτου είναι σε θέση να φτάσουν σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες περιστροφής, που συνήθως κυμαίνονται από μερικές χιλιάδες έως δεκάδες χιλιάδες επαναστάσεις ανά λεπτό (RPM). Αυτό είναι απαραίτητο για την αποτελεσματική κοπή διαφόρων υλικών.
Πρέπει να παρέχουν επαρκή ροπή σε υψηλές ταχύτητες για να εξασφαλίσουν ομαλή και αποτελεσματική κοπή. Οι απαιτήσεις ροπής ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο του υλικού που επεξεργάζεται και τη διαδικασία κοπής.
Οι κινητήρες ατράκτου πρέπει να λειτουργούν με υψηλή ακρίβεια και σταθερότητα για να ελαχιστοποιήσουν τις δονήσεις και να εξασφαλίσουν ακριβή κατεργασία. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για την επίτευξη υψηλής ποιότητας επιφανειακών φινιρίσματος και αυστηρών ανοχών.
Η υψηλή περιστροφή ταχύτητας των κινητήρων ατράκτου επιτρέπει την ταχεία απομάκρυνση υλικού, αυξάνοντας την παραγωγικότητα του Μηχάνημα CNC.
Οι κινητήρες ατράκτου μπορούν να χρησιμοποιηθούν με μια ποικιλία εργαλείων κοπής, καθιστώντας τα κατάλληλα για διαφορετικές εργασίες κατεργασίας, όπως άλεση, γεώτρηση και στροφή.
Παρέχοντας σταθερή και ακριβή περιστροφή, οι κινητήρες ατράκτου συμβάλλουν στην παραγωγή υψηλής ποιότητας κατασκευασμένα μέρη με εξαιρετικά επιφανειακά φινιρίσματα.
Οι κινητήρες ατράκτου βρίσκονται σε όλους τους τύπους μηχανών CNC που απαιτούν εργασίες κοπής, συμπεριλαμβανομένων των κέντρων κατεργασίας, των τόρνων και των λείανσης. Χρησιμοποιούνται σε βιομηχανίες όπως η αυτοκινητοβιομηχανία, η αεροδιαστημική και η γενική παραγωγή για την παραγωγή εξαρτημάτων με σύνθετα σχήματα και στενές ανοχές.
Οι Servo Motors είναι ένας από τους πιο ευρέως χρησιμοποιούμενους τύπους κινητήρων σε μηχανές CNC. Έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν ακριβή έλεγχο της θέσης, της ταχύτητας και της ροπής των άξονων του μηχανήματος. Ένα σύστημα κινητήρα σερβοκίνου συνήθως αποτελείται από έναν κινητήρα, μια συσκευή ανατροφοδότησης (όπως έναν κωδικοποιητή) και μια σερβομηχανή. Ο κωδικοποιητής παρακολουθεί συνεχώς τη θέση του άξονα του κινητήρα και στέλνει αυτές τις πληροφορίες πίσω στη σέρβερ μονάδα, η οποία στη συνέχεια ρυθμίζει την έξοδο του κινητήρα για να διατηρήσει την επιθυμητή θέση ή ταχύτητα.
Οι σερβοκινητήρες μπορούν να επιτύχουν εξαιρετικά υψηλά επίπεδα ακρίβειας τοποθέτησης, συχνά στο εύρος των μικρών. Αυτό τους καθιστά ιδανικούς για εφαρμογές που απαιτούν στενές ανοχές, όπως η παραγωγή αεροδιαστημικής και ιατρικής συσκευής.
Είναι σε θέση να επιταχύνουν γρήγορα και να επιβραδύνουν, επιτρέποντας ταχείες αλλαγές στην κίνηση του μηχανήματος. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για τις υψηλές λειτουργίες μηχανικής επεξεργασίας και μειώνει τους χρόνους κύκλου.
Οι Servo Motors μπορούν να παρέχουν συνεπή ροπή σε ένα ευρύ φάσμα ταχύτητας, εξασφαλίζοντας ομαλή και σταθερή λειτουργία κατά τη διάρκεια των διαδικασιών κοπής.
Η ανατροφοδότηση από τον κωδικοποιητή επιτρέπει τον έλεγχο κλειστού βρόχου, ο οποίος διορθώνει για τυχόν σφάλματα στη θέση ή την ταχύτητα του κινητήρα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα εξαιρετικά ακριβείς και επαναλαμβανόμενες εργασίες κατεργασίας.
Οι σερβοκινητήρες μπορούν να προγραμματιστούν για να ακολουθήσουν σύνθετα προφίλ κίνησης, καθιστώντας τα κατάλληλα για μια ποικιλία εργασιών κατεργασίας, όπως το περίγραμμα, τη διάτρηση και την άλεση.
Προσφέρουν αναλογία υψηλής ισχύος - έως βάρους, επιτρέποντας τα συμπαγή και αποτελεσματικά σχέδια μηχανής.
Οι κινητήρες Stepper είναι ένας άλλος σημαντικός τύπος κινητήρα που χρησιμοποιείται σε μηχανές CNC, ειδικά σε λιγότερο δαπανηρές και χαμηλότερες εφαρμογές ακριβείας. Ένας βηματικός κινητήρας χωρίζει μια πλήρη περιστροφή σε μια σειρά από διακριτά βήματα και κάθε βήμα αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη γωνιακή μετατόπιση. Ο κινητήρας ελέγχεται στέλνοντας μια σειρά ηλεκτρικών παλμών στις περιελίξεις του κινητήρα, με κάθε παλμό να προκαλεί τον κινητήρα να περιστρέφεται κατά ένα βήμα.
Προστατευτική κίνηση: Οι βηματικοί κινητήρες κινούνται σε διακριτά βήματα, γεγονός που τους καθιστά εύκολο στον έλεγχο και τη θέση με ακρίβεια για απλές εργασίες.
Open - Control Loop: Σε πολλές περιπτώσεις, οι Stepper Motors μπορούν να λειτουργούν χωρίς συσκευή ανάδρασης, βασιζόμενοι αποκλειστικά στον αριθμό των παλμών που αποστέλλονται στον κινητήρα για να καθορίσουν τη θέση του. Αυτό απλοποιεί το σύστημα ελέγχου και μειώνει το κόστος.
Χαμηλό κόστος: Οι κινητήρες βηματοδότησης είναι γενικά λιγότερο δαπανηρές από τους σερβοκινητήρες, καθιστώντας τους μια ελκυστική επιλογή για χομπίστες και μικρούς κατασκευαστές κλίμακας με προϋπολογισμό.
Απλός έλεγχος: Ο απλός μηχανισμός ελέγχου των βηματικών κινητήρων τους καθιστά προσιτό σε χρήστες με περιορισμένες τεχνικές γνώσεις. Μπορούν εύκολα να ενσωματωθούν σε βασικά συστήματα CNC.
Κρατώντας ροπή ροπής: Οι κινητήρες Stepper μπορούν να κρατήσουν τη θέση τους χωρίς να καταναλώνουν πρόσθετη ισχύ, η οποία είναι χρήσιμη για εφαρμογές όπου το μηχάνημα πρέπει να διατηρήσει μια σταθερή θέση κατά τη διάρκεια λειτουργιών μη κατεργασίας.
Self - Locking: Όταν ο κινητήρας τροφοδοτείται, παραμένει στην τελευταία του θέση λόγω των μαγνητικών ιδιοτήτων του κινητήρα, παρέχοντας μια μορφή αυτο -κλειδώματος.
Οι κινητήρες βηματοδότησης χρησιμοποιούνται συχνά σε δρομολογητές CNC, 3D εκτυπωτές και μηχανές φρεζαρίσματος μικρών μορφών. Είναι κατάλληλα για εργασίες όπως η χάραξη, η απλή άλεση των μαλακών υλικών και οι βασικές εργασίες τοποθέτησης όπου η υψηλή ακρίβεια δεν είναι η κύρια απαίτηση.
Οι γραμμικοί κινητήρες είναι ένας σχετικά νέος τύπος τεχνολογίας κινητήρα που χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο σε μηχανές CNC υψηλής απόδοσης. Αντί να μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε περιστροφική κίνηση όπως οι παραδοσιακοί κινητήρες, οι γραμμικοί κινητήρες παράγουν άμεσα γραμμική κίνηση. Αυτό εξαλείφει την ανάγκη για μηχανικά εξαρτήματα μετάδοσης, όπως οι ζώνες, οι τροχαλίες και οι βίδες μπάλας, με αποτέλεσμα ένα πιο άμεσο και αποτελεσματικό σύστημα κίνησης.
Οι γραμμικοί κινητήρες μπορούν να επιτύχουν εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες και επιταχύνσεις, ξεπερνώντας πολύ εκείνες των παραδοσιακών κινητικών συστημάτων. Αυτό επιτρέπει την ταχεία κίνηση των άξονων του μηχανήματος και μειώνει τους χρόνους κύκλου.
Χωρίς τη μηχανική αντίδραση και τη συμμόρφωση που σχετίζονται με τα παραδοσιακά εξαρτήματα μετάδοσης, οι γραμμικοί κινητήρες προσφέρουν εξαιρετική ακρίβεια και επαναληψιμότητα τοποθέτησης.
Δεδομένου ότι υπάρχουν λιγότερα κινούμενα μέρη και δεν υπάρχει ανάγκη για λίπανση των εξαρτημάτων μηχανικής μετάδοσης, οι γραμμικοί κινητήρες απαιτούν λιγότερη συντήρηση και έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.
Η άμεση φύση των γραμμικών κινητήρων εξαλείφει τις απώλειες ενέργειας και τις μηχανικές αναποτελεσματικότητες που σχετίζονται με τα παραδοσιακά συστήματα κίνησης, με αποτέλεσμα υψηλότερη συνολική απόδοση.
Οι γραμμικοί κινητήρες παρέχουν ομαλή και δόνηση - ελεύθερη κίνηση, η οποία είναι ευεργετική για εφαρμογές που απαιτούν υψηλής ποιότητας επιφανειακές φινιρίσματα και ακριβή κατεργασία.
Η απουσία εξαρτημάτων μηχανικής μετάδοσης επιτρέπει έναν πιο συμπαγή και ελαφρύ σχεδιασμό μηχανών, ο οποίος μπορεί να είναι επωφελής σε ορισμένες εφαρμογές.
Συμπερασματικά, η επιλογή του κινητήρα σε μια μηχανή CNC εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της απαιτούμενης ακρίβειας, ταχύτητας, ροπής και κόστους. Οι Servo Motors προσφέρουν υψηλή ακρίβεια και ευελιξία, καθιστώντας τους κατάλληλους για υψηλές εφαρμογές. Οι Stepper Motors είναι ένα πιο κόστος - αποτελεσματική επιλογή για λιγότερο απαιτητικά καθήκοντα. Οι κινητήρες ατράκτου είναι απαραίτητοι για την οδήγηση του εργαλείου κοπής, ενώ οι γραμμικοί κινητήρες παρέχουν υψηλή ταχύτητα και υψηλή απόδοση ακριβείας σε προχωρημένες μηχανές CNC.
Στη σφαίρα των μηχανημάτων CNC (αριθμητικού ελέγχου υπολογιστών), ο κινητήρας ατράκτου είναι ένα κρίσιμο συστατικό που επηρεάζει άμεσα τη διαδικασία κατεργασίας. Χρησιμοποιούνται διαφορετικοί τύποι κινητήρων ατράκτου, ο καθένας με το δικό του σύνολο πλεονεκτημάτων και μειονεκτήματα.
Ζώνη - Οι κινητήρες με οδηγό άξονα είναι γενικά πιο προσιτές σε σύγκριση με άλλους τύπους. Ο μηχανισμός του ιμάντα είναι ένα σχετικά απλό και φθηνό στοιχείο, το οποίο βοηθά στη μείωση του συνολικού κόστους της μηχανής CNC. Αυτό τους καθιστά μια δημοφιλής επιλογή για μικρούς κατασκευαστές κλίμακας και χομπίστες με προϋπολογισμό.
Ο ιμάντας λειτουργεί ως ρυθμιστικό διάλυμα μεταξύ του κινητήρα και του άξονα. Μπορεί να απορροφήσει και να μειώσει τις δονήσεις που παράγονται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατεργασίας. Ως αποτέλεσμα, το εργαλείο και το τεμάχιο του τεμαχίου έχουν λιγότερη δόνηση, οδηγώντας σε καλύτερα επιφανειακά φινιρίσματα στα κατεργασμένα μέρη.
Με την αλλαγή των μεγεθών τροχαλίας στον κινητήρα και στον άξονα, είναι δυνατόν να επιτευχθεί ένα ευρύ φάσμα ταχύτητων ατράκτου. Αυτή η ευελιξία επιτρέπει διαφορετικές λειτουργίες κατεργασίας, όπως η αφαίρεση και η φινίρισμα, η οποία πρέπει να εκτελείται στο ίδιο μηχάνημα με σχετική ευκολία.
Υπάρχει μια ορισμένη ποσότητα απώλειας ισχύος στο σύστημα που οδηγείται λόγω της τριβής μεταξύ της ζώνης και των τροχαλιών. Αυτή η απώλεια ισχύος μειώνει τη συνολική αποτελεσματικότητα του κινητήρα ατράκτου, η οποία μπορεί να αποτελεί ανησυχία σε εφαρμογές υψηλής μηχανικής επεξεργασίας.
Οι ζώνες πρέπει να επιθεωρούνται τακτικά για φθορά και ένταση. Με την πάροδο του χρόνου, οι ζώνες μπορούν να τεντώσουν ή να φθαρούν, τα οποία μπορεί να απαιτούν αντικατάσταση. Επιπλέον, οι τροχαλίες πρέπει επίσης να διατηρηθούν για να εξασφαλιστεί η σωστή ευθυγράμμιση και η ομαλή λειτουργία.
Ζώνη - Τα συστήματα με οδηγό έχουν περιορισμούς από την άποψη της ποσότητας ροπής που μπορούν να μεταδώσουν. Σε εφαρμογές όπου απαιτείται υψηλή ροπή, όπως η βαριά μηχανική κατεργασία των σκληρών υλικών, οι κινητήρες με βάση τη ζώνη μπορεί να μην είναι η καλύτερη επιλογή.
Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν ενδιάμεσα εξαρτήματα όπως οι ζώνες ή τα εργαλεία, οι άμεσοι κινητήρες άξονα έχουν υψηλότερη απόδοση μετάδοσης ισχύος. Αυτό σημαίνει ότι περισσότερο από την ηλεκτρική ενέργεια που παρέχεται στον κινητήρα μετατρέπεται σε μηχανική ισχύ στον άξονα, με αποτέλεσμα χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας.
Άμεση - Οι κινητήριοι κινητήρες ατράκτου προσφέρουν εξαιρετική ακρίβεια και ακαμψία. Η άμεση σύνδεση μεταξύ του κινητήρα και του άξονα εξαλείφει την αντίδραση και τα ζητήματα συμμόρφωσης που σχετίζονται με τα συστήματα με ζώνη ή με ταχύτητα. Αυτό οδηγεί σε ακριβέστερη κατεργασία και καλύτερη επαναληψιμότητα.
Αυτοί οι κινητήρες είναι σε θέση να επιτύχουν πολύ υψηλές ταχύτητες ατράκτου, οι οποίες είναι απαραίτητες για τις υψηλές εργασίες κατεργασίας. Υψηλή - Η μηχανική κατεργασία μπορεί να μειώσει σημαντικά το χρόνο κατεργασίας και να βελτιώσει το φινίρισμα της επιφάνειας των τμημάτων.
Υψηλό κόστος: Άμεση - Οι κινητήρες άξονα είναι ακριβότεροι για την κατασκευή και την αγορά. Η προηγμένη τεχνολογία και η ακριβής μηχανική που απαιτείται για τα συστήματα άμεσης κίνησης συμβάλλουν στο υψηλότερο κόστος. Αυτό μπορεί να αποτελέσει σημαντικό εμπόδιο για ορισμένους κατασκευαστές μικρής κλίμακας.
Παραγωγή θερμότητας: Η άμεση σύζευξη του κινητήρα στον άξονα σημαίνει ότι η θερμότητα που παράγεται από τον κινητήρα μεταφέρεται απευθείας στον άξονα. Αυτό μπορεί να προκαλέσει θερμική επέκταση, η οποία μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια της διαδικασίας κατεργασίας. Ειδικά συστήματα ψύξης συχνά απαιτούνται για τη διαχείριση της θερμότητας, προσθέτοντας την πολυπλοκότητα και το κόστος του μηχανήματος.
Περιορισμένη ροπή σε χαμηλές ταχύτητες: Οι κινητήρες άμεσης άξονας μπορεί να έχουν περιορισμένη παραγωγή ροπής σε χαμηλές ταχύτητες. Αυτό μπορεί να είναι ένα πρόβλημα στις εφαρμογές όπου απαιτείται υψηλή ροπή σε χαμηλές ταχύτητες περιστροφής, όπως κατά την εκκίνηση μιας βαριάς - κοπής.
Gear - Οι κινητήριοι κινητήρες άξονα είναι σε θέση να μεταδίδουν υψηλά επίπεδα ροπής. Αυτό τα καθιστά κατάλληλα για βαρύτητες εργασίες κατεργασίας, όπως άλεση μεγάλων τεμαχίων ή με κοπή σκληρά υλικά όπως ο χάλυβας.
Το σύστημα γραναζιών παρέχει ένα μηχανικό πλεονέκτημα, επιτρέποντας στον κινητήρα να λειτουργεί σε πιο αποτελεσματικό εύρος ταχύτητας, ενώ παράλληλα παραδίδει την απαιτούμενη ταχύτητα ατράκτου. Αυτό μπορεί να βελτιώσει τη συνολική απόδοση της μηχανής CNC.
Τα γρανάζια μπορούν να δημιουργήσουν μια σημαντική ποσότητα θορύβου και κραδασμών κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Αυτό δεν μπορεί να είναι μόνο ενόχληση στο εργαστήριο, αλλά και να επηρεάσει την ποιότητα των κατεργασμένων τμημάτων. Μπορεί να απαιτούνται πρόσθετα μέτρα για τη μείωση των επιπέδων θορύβου και κραδασμών.
Τα συστήματα που οδηγούνται από τα εργαλεία είναι πιο πολύπλοκα από τα συστήματα που οδηγούνται και απαιτούν πιο συχνή και λεπτομερή συντήρηση. Τα γρανάζια πρέπει να λιπαίνονται τακτικά και πρέπει να αντιμετωπιστούν αμέσως τα σημάδια φθοράς ή ζημιών για να αποφευχθεί η αποτυχία του συστήματος.
Σε σύγκριση με τους άμεσους κινητήρες άξονα, οι κινητήρες με οδοντωτά ταχύτητα - οι κινητήρες άξονα έχουν πιο περιορισμένο εύρος ταχύτητας. Η αλλαγή του λόγου ταχύτητας για την επίτευξη διαφορετικών ταχύτητας μπορεί να είναι μια πολύπλοκη και χρονική διαδικασία.
