فارسی
بازدید: 0 نویسنده: ویرایشگر سایت زمان انتشار: 1395/04/20 منبع: سایت
ماشینهای کنترل عددی کامپیوتری (CNC) از لحاظ تاریخی و اصولاً برای دستیابی به موقعیت دقیق و دقیق ابزار و قطعه کار در رابطه با یکدیگر توسعه یافتهاند. کل این سیستم موقعیت یابی به سادگی بر اساس مختصات فضای کار یا پوشش دستگاه است. به منظور دستیابی به این مختصات برای موقعیت یا حرکت ابزار و/یا میز ماشین (یا قطعه کار)، یک دستگاه CNC دستوراتی را به درایوهای الکتریکی مختلف از طریق کدهای مختلف CNC و داده های ارائه شده توسط اپراتور در قالب یک برنامه جزئی ارائه می کند. بنابراین، دقت و دقت این ماشینهای CNC و در نتیجه عملکرد ماشینهای CNC در درجه اول به حرکت دقیق و دقیق ابزار و/یا میز ماشین (یا قطعه کار) تولید شده توسط این درایوهای الکتریکی و مکانیسمهای مرتبط بستگی دارد. این حرکات ابزار یا قطعه کار در امتداد برخی از محورهای دستگاه CNC صورت میگیرد و بنابراین محرکهای الکتریکی مختلفی که بر این حرکات تأثیر میگذارند به عنوان محرکه محور نامیده میشوند. برای درایوهای محوری، ماشینهای CNC عمدتاً از دو نوع موتور استفاده میکنند. استپر موتورز و سرو موتورز . هر کدام از این دسته از موتورها انواع مختلفی دارند و هر کدام مزایا و معایب خود را دارند. سروموتورها کلاس خاصی از موتور نیستند، اگرچه اصطلاح سروموتور اغلب برای اشاره به موتوری مناسب برای استفاده در سیستم های کنترل حلقه بسته که به مکانیزم های بازخورد نیاز دارند، استفاده می شود. موتور پله ای یک موتور پالس محور است که موقعیت زاویه ای روتور را به صورت پلکانی تغییر می دهد و به طور گسترده در سیستم های کنترل موقعیت حلقه باز کم هزینه که نیازی به مکانیزم بازخوردی ندارند استفاده می شود. این مطالعه درک درستی از فناوری و عملیات ارائه می دهد موتورهای پله ای که به انتخاب و احتمالاً پیشرفت آنها برای بهبود بیشتر عملکرد ماشین های CNC کمک می کند.
HOLRY - کتابخانه برش مستقیم 8 چاقو - 800-ISO30.dwg
ماشینهای CNC (کنترل عددی کامپیوتری) با ایجاد امکان عملیات ماشینکاری دقیق و خودکار، صنعت تولید را متحول کردهاند. در قلب این ماشین های پیچیده انواع مختلفی از موتورها وجود دارد که نقش مهمی در حرکت محورهای دستگاه و نیرو دادن به ابزارهای برش دارند. درک انواع مختلف موتورهای مورد استفاده در ماشینهای CNC هم برای جستجوگرانی که به دنبال گسترش دانش خود هستند و هم برای خریداران بالقوه که تصمیمگیری آگاهانه در مورد ماشینهایی که در آن سرمایهگذاری کنند ضروری است. در این پست وبلاگ، رایجترین انواع موتورهای موجود در ماشینهای CNC، ویژگیها، مزایا و کاربردهای آنها را بررسی خواهیم کرد.
موتورهای اسپیندل وظیفه هدایت ابزار برش را در دستگاه CNC بر عهده دارند. آنها طوری طراحی شده اند که ابزار را با سرعت بالا بچرخانند و نیروی برشی لازم را برای حذف مواد از قطعه کار فراهم کنند. موتورهای اسپیندل بسته به نیازهای خاص دستگاه، می توانند مستقیماً - درایو یا تسمه - رانده شوند.
موتورهای اسپیندل میتوانند به سرعتهای دورانی بسیار بالایی دست یابند که معمولاً از چند هزار تا دهها هزار دور در دقیقه (RPM) متغیر است. این برای برش کارآمد مواد مختلف ضروری است.
آنها باید گشتاور کافی را در سرعت های بالا برای اطمینان از برش صاف و موثر ایجاد کنند. نیازهای گشتاور بسته به نوع ماده ماشینکاری و فرآیند برش متفاوت است.
موتورهای اسپیندل باید با دقت و پایداری بالا کار کنند تا ارتعاشات را به حداقل برساند و ماشین کاری دقیق را تضمین کند. این برای دستیابی به سطوح با کیفیت بالا و تحملهای محکم بسیار مهم است.
چرخش با سرعت زیاد موتورهای اسپیندل امکان حذف سریع مواد و افزایش بهره وری را فراهم می کند. دستگاه CNC.
موتورهای اسپیندل را می توان با انواع ابزارهای برش استفاده کرد که آنها را برای عملیات های مختلف ماشینکاری مانند فرزکاری، سوراخ کاری و تراشکاری مناسب می کند.
موتورهای اسپیندل با ارائه چرخش پایدار و دقیق به تولید قطعات ماشینکاری شده با کیفیت بالا با پرداخت سطح عالی کمک می کنند.
موتورهای اسپیندل در انواع ماشین های CNC که نیاز به عملیات برش دارند، از جمله مراکز ماشینکاری، ماشین های تراش و آسیاب ها یافت می شوند. آنها در صنایعی مانند خودروسازی، هوافضا و ساخت عمومی برای تولید قطعاتی با اشکال پیچیده و تلرانس های تنگ استفاده می شوند.
سرو موتورها یکی از پرکاربردترین انواع موتورها در ماشین های CNC هستند. آنها برای کنترل دقیق موقعیت، سرعت و گشتاور محورهای دستگاه طراحی شده اند. یک سیستم موتور سروو معمولاً از یک موتور، یک دستگاه بازخورد (مانند یک رمزگذار) و یک درایو سروو تشکیل شده است. انکودر به طور مداوم موقعیت محور موتور را کنترل می کند و این اطلاعات را به درایو سروو ارسال می کند و سپس خروجی موتور را برای حفظ موقعیت یا سرعت مورد نظر تنظیم می کند.
سروو موتورها می توانند به سطوح بسیار بالایی از دقت موقعیت یابی، اغلب در محدوده میکرون دست یابند. این باعث می شود آنها برای کاربردهایی که نیاز به تحمل سختی دارند، مانند ساخت هوافضا و تجهیزات پزشکی، ایده آل باشند.
آنها قادر به شتاب گیری و کاهش سرعت هستند و امکان تغییرات سریع در حرکت ماشین را فراهم می کنند. این برای عملیات ماشینکاری با سرعت بالا بسیار مهم است و زمان چرخه را کاهش می دهد.
سروو موتورها می توانند گشتاور ثابتی را در طیف وسیعی از سرعت ها فراهم کنند و از عملکرد صاف و پایدار در طول فرآیندهای برش اطمینان حاصل کنند.
بازخورد انکودر کنترل حلقه بسته را امکان پذیر می کند که هر گونه خطا در موقعیت یا سرعت موتور را تصحیح می کند. این منجر به عملیات ماشینکاری بسیار دقیق و قابل تکرار می شود.
سروو موتورها را می توان طوری برنامه ریزی کرد که از پروفیل های حرکتی پیچیده پیروی کنند، و آنها را برای انواع کارهای ماشینکاری، از جمله کانتورینگ، سوراخ کاری و فرز مناسب می کند.
آنها نسبت قدرت به وزن بالایی را ارائه می دهند که امکان طراحی ماشین های جمع و جور و کارآمد را فراهم می کند.
موتورهای پله ای یکی دیگر از انواع مهم موتورهای مورد استفاده در ماشین های CNC هستند، به ویژه در کاربردهای کم هزینه و با دقت کمتر. یک موتور پله ای یک چرخش کامل را به تعدادی پله مجزا تقسیم می کند و هر مرحله مربوط به یک جابجایی زاویه ای خاص است. موتور با ارسال یک سری پالس های الکتریکی به سیم پیچ های موتور کنترل می شود که هر پالس باعث می شود موتور یک مرحله بچرخد.
حرکت افزایشی: استپر موتورها در مراحل مجزا حرکت می کنند، که کنترل و موقعیت دقیق آنها را برای کارهای ساده آسان می کند.
باز - کنترل حلقه: در بسیاری از موارد، موتورهای پله ای می توانند بدون دستگاه فیدبک کار کنند و تنها با تکیه بر تعداد پالس های ارسال شده به موتور، موقعیت آن را تعیین می کنند. این سیستم کنترل را ساده می کند و هزینه ها را کاهش می دهد.
هزینه کم: موتورهای پله ای معمولاً ارزان تر از سروو موتورها هستند و آنها را به گزینه ای جذاب برای علاقه مندان و سازندگان در مقیاس کوچک با بودجه تبدیل می کند.
کنترل ساده: مکانیسم کنترل ساده موتورهای پله ای آنها را برای کاربرانی با دانش فنی محدود در دسترس قرار می دهد. آنها را می توان به راحتی در سیستم های اصلی CNC ادغام کرد.
گشتاور نگهدارنده: موتورهای پله ای می توانند موقعیت خود را بدون مصرف انرژی اضافی حفظ کنند، که برای کاربردهایی که ماشین نیاز به حفظ موقعیت ثابت در طول عملیات غیر ماشینکاری دارد، مفید است.
خود قفل شدن: هنگامی که موتور خاموش می شود، به دلیل خاصیت مغناطیسی موتور در آخرین موقعیت خود باقی می ماند و نوعی خود قفل شدن را فراهم می کند.
موتورهای پله ای اغلب در روترهای CNC سطح ورودی، چاپگرهای سه بعدی و ماشین های فرز با فرمت کوچک استفاده می شوند. آنها برای کارهایی مانند حکاکی، فرز ساده مواد نرم و عملیات تعیین موقعیت اولیه که در آن دقت بالا نیاز اولیه نیست، مناسب هستند.
موتورهای خطی نوع نسبتا جدیدی از فناوری موتور هستند که به طور فزاینده ای در ماشین های CNC با کارایی بالا استفاده می شود. موتورهای خطی به جای تبدیل انرژی الکتریکی به حرکت دورانی مانند موتورهای سنتی، مستقیماً حرکت خطی تولید می کنند. این امر نیاز به اجزای انتقال مکانیکی مانند تسمه، قرقره و بال اسکرو را از بین می برد و در نتیجه سیستم درایو مستقیم و کارآمدتری ایجاد می کند.
موتورهای خطی می توانند به سرعت ها و شتاب های بسیار بالایی دست یابند که به مراتب از سیستم های موتور محور سنتی فراتر می رود. این امکان حرکت سریع محورهای دستگاه را فراهم می کند و زمان چرخه را کاهش می دهد.
بدون واکنش مکانیکی و انطباق مرتبط با اجزای انتقال سنتی، موتورهای خطی دقت موقعیت یابی و تکرارپذیری استثنایی را ارائه می دهند.
از آنجایی که قطعات متحرک کمتری وجود دارد و نیازی به روغن کاری اجزای انتقال مکانیکی نیست، موتورهای خطی نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند و عمر مفید بیشتری دارند.
ماهیت محرک مستقیم موتورهای خطی تلفات انرژی و ناکارآمدی های مکانیکی مرتبط با سیستم های محرک سنتی را حذف می کند و در نتیجه بازده کلی بالاتری را به همراه دارد.
موتورهای خطی حرکت صاف و بدون لرزش را ارائه می دهند که برای کاربردهایی که نیاز به پرداخت سطحی با کیفیت بالا و ماشینکاری دقیق دارند مفید است.
عدم وجود اجزای انتقال مکانیکی امکان طراحی فشرده تر و سبک تر ماشین را فراهم می کند که می تواند در برخی از کاربردها سودمند باشد.
در نتیجه، انتخاب موتور در یک دستگاه CNC به عوامل مختلفی از جمله دقت مورد نیاز، سرعت، گشتاور و هزینه بستگی دارد. سروو موتورها دقت و انعطاف پذیری بالایی دارند و آنها را برای کاربردهای پیشرفته مناسب می کند. موتورهای پلهای گزینهای مقرونبهصرفهتر برای کارهای کمتر هستند. موتورهای اسپیندل برای راندن ابزار برش ضروری هستند، در حالی که موتورهای خطی عملکردی با سرعت و دقت بالا را در ماشینهای CNC پیشرفته ارائه میدهند.
در حوزه ماشینهای CNC (کنترل عددی کامپیوتری)، موتور اسپیندل جزء مهمی است که مستقیماً بر فرآیند ماشینکاری تأثیر میگذارد. انواع مختلفی از موتورهای اسپیندل استفاده می شود که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.
موتورهای اسپیندل تسمه ای معمولاً در مقایسه با انواع دیگر مقرون به صرفه تر هستند. مکانیزم تسمه یک جزء نسبتا ساده و ارزان است که به کاهش هزینه کلی دستگاه CNC کمک می کند. این باعث میشود که آنها برای تولیدکنندگان کوچک مقیاس و علاقمندان با بودجه کم انتخابی محبوب باشند.
تسمه به عنوان یک بافر بین موتور و اسپیندل عمل می کند. این می تواند ارتعاشات ایجاد شده در طول فرآیند ماشینکاری را جذب و خنثی کند. در نتیجه، ابزار و قطعه کار ارتعاش کمتری را تجربه میکنند که منجر به پرداخت بهتر سطح روی قطعات ماشینکاری شده میشود.
با تغییر اندازه قرقره روی موتور و اسپیندل می توان به طیف وسیعی از سرعت اسپیندل دست یافت. این انعطافپذیری باعث میشود تا عملیات ماشینکاری مختلف، مانند خشن کردن و تکمیل، بر روی یک دستگاه با سهولت نسبی انجام شود.
به دلیل اصطکاک بین تسمه و قرقره ها مقدار مشخصی از اتلاف نیرو در سیستم تسمه محور وجود دارد. این تلفات توان راندمان کلی موتور اسپیندل را کاهش می دهد که می تواند در کاربردهای ماشینکاری با توان بالا نگران کننده باشد.
تسمه ها باید به طور مرتب از نظر سایش و کشش بازرسی شوند. با گذشت زمان، کمربندها ممکن است کشیده یا فرسوده شوند، که ممکن است نیاز به تعویض داشته باشد. علاوه بر این، برای اطمینان از تراز مناسب و عملکرد روان، قرقره ها نیز باید نگهداری شوند.
سیستم های تسمه محور از نظر مقدار گشتاوری که می توانند منتقل کنند محدودیت هایی دارند. در کاربردهایی که گشتاور بالا مورد نیاز است، مانند ماشینکاری سنگین مواد سخت، تسمه محور موتورهای اسپیندل ممکن است بهترین انتخاب نباشند.
از آنجایی که هیچ جزء میانی مانند تسمه یا چرخ دنده وجود ندارد، موتورهای اسپیندل مستقیم دارای راندمان انتقال قدرت بالاتری هستند. این بدان معنی است که مقدار بیشتری از توان الکتریکی عرضه شده به موتور در اسپیندل به نیروی مکانیکی تبدیل می شود و در نتیجه مصرف انرژی کمتری دارد.
موتورهای دوک محور مستقیم، دقت و استحکام بسیار خوبی را ارائه می دهند. اتصال مستقیم بین موتور و اسپیندل مشکلات مربوط به تسمه یا چرخ دنده را حذف می کند. این منجر به ماشینکاری دقیق تر و تکرارپذیری بهتر می شود.
این موتورها قادر به دستیابی به سرعت های اسپیندل بسیار بالایی هستند که برای عملیات ماشینکاری با سرعت بالا ضروری است. ماشینکاری با سرعت بالا می تواند زمان ماشینکاری را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و سطح سطح قطعات را بهبود بخشد.
هزینه بالا: ساخت و خرید موتورهای اسپیندل مستقیم گرانتر است. فناوری پیشرفته و مهندسی دقیق مورد نیاز برای سیستم های درایو مستقیم به هزینه بالاتر کمک می کند. این می تواند مانع مهمی برای برخی تولیدکنندگان در مقیاس کوچک باشد.
تولید گرما: اتصال مستقیم موتور به اسپیندل به این معنی است که گرمای تولید شده توسط موتور مستقیماً به اسپیندل منتقل می شود. این می تواند باعث انبساط حرارتی شود که ممکن است بر دقت فرآیند ماشینکاری تأثیر بگذارد. سیستم های خنک کننده ویژه اغلب برای مدیریت گرما مورد نیاز است که بر پیچیدگی و هزینه دستگاه می افزاید.
گشتاور محدود در سرعت های پایین: موتورهای دوک محور مستقیم ممکن است گشتاور خروجی محدودی در سرعت های پایین داشته باشند. این میتواند در برنامههایی که گشتاور بالا در سرعتهای چرخشی پایین مورد نیاز است، مانند هنگام شروع عملیات برش سنگین، مشکلساز باشد.
موتورهای دوکی چرخ دنده ای قادر به انتقال سطوح بالایی از گشتاور هستند. این باعث می شود آنها برای عملیات ماشینکاری سنگین، مانند آسیاب قطعات بزرگ یا برش مواد سخت مانند فولاد، مناسب باشند.
سیستم چرخ دنده یک مزیت مکانیکی ایجاد می کند و به موتور اجازه می دهد در محدوده سرعت کارآمدتری کار کند و در عین حال سرعت اسپیندل مورد نیاز را ارائه دهد. این می تواند عملکرد کلی دستگاه CNC را بهبود بخشد.
چرخ دنده ها می توانند مقدار قابل توجهی نویز و لرزش در حین کار ایجاد کنند. این امر نه تنها می تواند در کارگاه آزاردهنده باشد، بلکه بر کیفیت قطعات ماشینکاری شده نیز تأثیر می گذارد. اقدامات اضافی ممکن است برای کاهش سطح سر و صدا و ارتعاش لازم باشد.
سیستم های دنده محور پیچیده تر از سیستم های تسمه محور هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر و دقیق تری دارند. چرخ دنده ها باید به طور منظم روغن کاری شوند و هرگونه نشانه سایش یا آسیب باید به سرعت برطرف شود تا از خرابی سیستم جلوگیری شود.
در مقایسه با موتورهای دوک محور مستقیم، موتورهای دوک چرخ دنده ای دارای محدوده سرعت محدودتری هستند. تغییر ضریب دنده برای دستیابی به سرعت های مختلف می تواند فرآیندی پیچیده و زمان بر باشد.
