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Vues: 0 Auteur: Éditeur de site Heure de publication: 2016-04-20 Origine: Site
Les machines de contrôle numérique informatisé (CNC) ont été historiquement et principalement développées pour obtenir un positionnement précis et précis de l'outil et de la pièce de travail les uns par rapport aux autres. Tout ce système de positionnement est simplement basé sur les coordonnées de l'espace de travail ou de l'enveloppe de la machine. Afin d'atteindre ces coordonnées pour le positionnement ou le mouvement de la table (ou pièce de travail) de l'outil et / ou de la machine), une machine CNC fournit des commandes aux différents disques électriques via divers codes CNC et données fournies par l'opérateur sous la forme d'un programme de pièce. Ainsi, la précision et la précision de ces machines CNC et, par conséquent, les performances des machines CNC dépendent principalement du mouvement précis et précis de la table (ou de la pièce de travail) de l'outil et / ou de la machine) générée par ces disques électriques et les mécanismes associés. Ces mouvements d'outil ou de travail se déroulent le long de certains axes de la machine CNC et donc les différents disques électriques affectant ces mouvements sont appelés entraînements d'axes. Pour les entraînements des axes, les machines CNC utilisent principalement deux types de moteurs à savoir. Moteurs pas à pas et Servomoteurs . Chacune de ces classes de moteurs a plusieurs variantes et chacune a ses avantages et ses inconvénients. Les servomoteurs ne sont pas une classe de moteur spécifique, bien que le terme servomoteur soit souvent utilisé pour faire référence à un moteur adapté à une utilisation dans les systèmes de contrôle en boucle fermée qui nécessitent des mécanismes de rétroaction. Un moteur pas à pas est un moteur à impulsion qui modifie la position angulaire du rotor en étapes et est largement utilisé dans les systèmes de contrôle de la position de boucle à faible coût qui ne nécessitent aucun mécanisme de rétroaction. Cette étude fournit une compréhension de la technologie et des opérations de Motors Stepper qui doivent aider dans leur sélection et éventuellement les progrès afin d'améliorer encore les performances des machines CNC.
Les machines CNC (ordinateur numérique) ont révolutionné l'industrie manufacturière en permettant des opérations d'usinage précises et automatisées. Au cœur de ces machines sophistiquées se trouvent différents types de moteurs qui jouent un rôle crucial dans la conduite du mouvement des axes de la machine et l'alimentation des outils de coupe. Comprendre les différents types de moteurs utilisés dans les machines CNC est essentiel pour les deux chercheurs qui cherchent à étendre leurs connaissances et les acheteurs potentiels prenant des décisions éclairées sur les machines dans lesquelles investir. Dans cet article de blog, nous explorerons les types de moteurs les plus courants trouvés dans les machines CNC, leurs caractéristiques, leurs avantages et leurs applications.
Les moteurs de broche sont responsables de la conduite de l'outil de coupe dans une machine CNC. Ils sont conçus pour faire pivoter l'outil à grande vitesse, fournissant la force de coupe nécessaire pour éliminer le matériau de la pièce. Les moteurs de broche peuvent être entraînés directement ou par courroie, selon les exigences spécifiques de la machine.
Les moteurs de broche sont capables d'atteindre des vitesses de rotation extrêmement élevées, allant généralement de quelques milliers à des dizaines de milliers de révolutions par minute (tr / min). Ceci est essentiel pour une coupe efficace de divers matériaux.
Ils doivent fournir un couple suffisant à des vitesses élevées pour assurer une coupe lisse et efficace. Les exigences de couple varient en fonction du type de matériau usiné et du processus de coupe.
Les moteurs de broche doivent fonctionner avec une précision élevée et une stabilité pour minimiser les vibrations et assurer une usinage précis. Ceci est crucial pour obtenir des finitions de surface de haute qualité et des tolérances étroites.
La rotation à haute vitesse des moteurs de broche permet d'éliminer rapidement des matériaux, augmentant la productivité de la Machine CNC.
Les moteurs de broche peuvent être utilisés avec une variété d'outils de coupe, ce qui les rend adaptés à différentes opérations d'usinage, telles que le fraisage, le forage et le tournage.
En fournissant une rotation stable et précise, les moteurs de broche contribuent à la production de pièces usinées de haute qualité avec d'excellentes finitions de surface.
Les moteurs de broche se trouvent dans tous les types de machines CNC qui nécessitent des opérations de coupe, y compris les centres d'usinage, les tours et les broyeurs. Ils sont utilisés dans des industries telles que l'automobile, l'aérospatiale et la fabrication générale pour la production de composants avec des formes complexes et des tolérances serrées.
Les servomoteurs sont l'un des types de moteurs les plus utilisés dans les machines CNC. Ils sont conçus pour fournir un contrôle précis sur la position, la vitesse et le couple des axes de la machine. Un système de servomoteur se compose généralement d'un moteur, d'un dispositif de rétroaction (comme un encodeur) et d'un service de servo. L'encodeur surveille en continu la position de l'arbre du moteur et renvoie ces informations au service de servo, qui ajuste ensuite la sortie du moteur pour maintenir la position ou la vitesse souhaitée.
Les servomoteurs peuvent atteindre des niveaux extrêmement élevés de précision de positionnement, souvent dans la gamme des microns. Cela les rend idéaux pour les applications qui nécessitent des tolérances étroites, telles que la fabrication de dispositifs aérospatiaux et médicaux.
Ils sont capables d'accélérer et de décélérer rapidement, permettant des changements rapides dans le mouvement de la machine. Ceci est crucial pour les opérations d'usinage à grande vitesse et réduit les temps de cycle.
Les servomoteurs peuvent fournir un couple cohérent sur une large gamme de vitesses, assurant un fonctionnement lisse et stable pendant les processus de coupe.
La rétroaction de l'encodeur permet un contrôle de boucle fermé, qui corrige toute erreur dans la position ou la vitesse du moteur. Il en résulte des opérations d'usinage très précises et reproductibles.
Les servomoteurs peuvent être programmés pour suivre les profils de mouvement complexes, ce qui les rend adaptés à une variété de tâches d'usinage, y compris le contour, le forage et le fraisage.
Ils offrent un rapport puissance / poids élevé, permettant des conceptions de machines compactes et efficaces.
Les moteurs pas à pas sont un autre type important de moteur utilisé dans les machines CNC, en particulier dans les applications de précision moins coûteuses et inférieures. Un moteur pas à pas divise une rotation complète en un certain nombre d'étapes discrètes, et chaque étape correspond à un déplacement angulaire spécifique. Le moteur est contrôlé en envoyant une série d'impulsions électriques aux enroulements du moteur, chaque impulsion faisant tourner le moteur d'une seule étape.
Mouvement incrémentiel: les moteurs pas à pas se déplacent en étapes discrètes, ce qui les rend faciles à contrôler et à positionner avec précision pour les tâches simples.
Open - Contrôle de la boucle: Dans de nombreux cas, les moteurs pas à pas peuvent fonctionner sans dispositif de rétroaction, en s'appuyant uniquement sur le nombre d'impulsions envoyées au moteur pour déterminer sa position. Cela simplifie le système de contrôle et réduit les coûts.
Faible coût: les moteurs pas à pas sont généralement moins chers que les servomoteurs, ce qui en fait une option attrayante pour les amateurs et les petits fabricants à l'échelle de l'échelle avec un budget.
Contrôle simple: Le mécanisme de contrôle simple des moteurs pas à pas les rend accessibles aux utilisateurs ayant des connaissances techniques limitées. Ils peuvent être facilement intégrés dans les systèmes CNC de base.
Tirque de maintien: les moteurs pas à pas peuvent maintenir leur position sans consommer une puissance supplémentaire, ce qui est utile pour les applications où la machine doit maintenir une position fixe pendant les opérations non usinées.
Self-verrouillage: lorsque le moteur est éteint, il reste dans sa dernière position en raison des propriétés magnétiques du moteur, fournissant une forme de verrouillage auto-auto.
Les moteurs pas à pas sont souvent utilisés dans les routeurs CNC d'entrée - de niveau, les imprimantes 3D et les machines de fraisage à petit format. Ils conviennent aux tâches telles que la gravure, le broyage simple de matériaux mous et les opérations de positionnement de base où une haute précision n'est pas la principale exigence.
Les moteurs linéaires sont un type relativement nouveau de technologie motrice qui est de plus en plus utilisé dans les machines CNC à haute performance. Au lieu de convertir l'énergie électrique en mouvement de rotation comme les moteurs traditionnels, les moteurs linéaires produisent directement le mouvement linéaire. Cela élimine le besoin de composants de transmission mécanique tels que les ceintures, les poulies et les vis à billes, ce qui entraîne un système d'entraînement plus direct et plus efficace.
Les moteurs linéaires peuvent atteindre des vitesses et des accélérations extrêmement élevées, dépassant de loin ceux des systèmes traditionnels moteurs. Cela permet un mouvement rapide des axes de la machine et réduit les temps de cycle.
Sans le contrecoup mécanique et la conformité associés aux composants de transmission traditionnels, les moteurs linéaires offrent une précision de positionnement et une répétabilité exceptionnelles.
Puisqu'il y a moins de pièces mobiles et pas besoin de lubrification des composants de transmission mécanique, les moteurs linéaires nécessitent moins de maintenance et ont une durée de vie plus longue.
La nature directe des moteurs linéaires élimine les pertes d'énergie et les inefficacités mécaniques associées aux systèmes d'entraînement traditionnels, entraînant une efficacité globale plus élevée.
Les moteurs linéaires fournissent des vibrations lisses et vibrations - le mouvement libre, ce qui est bénéfique pour les applications qui nécessitent des finitions de surface de haute qualité et un usinage précis.
L'absence de composants de transmission mécanique permet une conception de machines plus compacte et légère, qui peut être avantageuse dans certaines applications.
En conclusion, le choix du moteur dans une machine CNC dépend de divers facteurs, notamment la précision, la vitesse, le couple et le coût requis. Les servomoteurs offrent une haute précision et une flexibilité, ce qui les rend adaptées aux applications finales. Les moteurs pas à pas sont une option plus efficace pour les tâches moins exigeantes. Les moteurs de broche sont essentiels pour conduire l'outil de coupe, tandis que les moteurs linéaires fournissent des performances élevées et élevées et de précision dans les machines CNC avancées.
Dans le domaine des machines CNC (ordinateur numérique), le moteur de broche est un composant crucial qui a un impact direct sur le processus d'usinage. Différents types de moteurs de broche sont utilisés, chacun avec son propre ensemble d'avantages et d'inconvénients.
Les moteurs de broche entraînés par courroie sont généralement plus abordables par rapport à d'autres types. Le mécanisme de la courroie est un composant relativement simple et peu coûteux, ce qui aide à réduire le coût global de la machine CNC. Cela en fait un choix populaire pour les petits fabricants à petite échelle et les amateurs de budget.
La ceinture agit comme un tampon entre le moteur et la broche. Il peut absorber et atténuer les vibrations générées pendant le processus d'usinage. En conséquence, l'outil et la pièce éprouvent moins de vibrations, conduisant à de meilleures finitions de surface sur les pièces usinées.
En modifiant les tailles de poulie sur le moteur et la broche, il est possible d'obtenir une large gamme de vitesses de broche. Cette flexibilité permet d'effectuer différentes opérations d'usinage, telles que le bravo et la finition, à effectuer sur la même machine avec une relative facilité.
Il y a une certaine quantité de perte de puissance dans le système entraîné par la courroie en raison de la friction entre la courroie et les poulies. Cette perte de puissance réduit l'efficacité globale du moteur de la broche, qui peut être une préoccupation dans les applications d'usinage à haute puissance.
Les ceintures doivent être régulièrement inspectées pour l'usure et la tension. Au fil du temps, les ceintures peuvent s'étirer ou s'user, ce qui peut nécessiter un remplacement. De plus, les poulies doivent également être maintenues pour assurer un bon alignement et un fonctionnement en douceur.
Les systèmes entraînés par la courroie ont des limites en termes de quantité de couple qu'ils peuvent transmettre. Dans les applications où un couple élevé est requis, comme l'usinage lourd - des matériaux durs, les moteurs de broche à courroie peuvent ne pas être le meilleur choix.
Puisqu'il n'y a pas de composants intermédiaires comme les ceintures ou les engrenages, les moteurs de broche à entraînement direct ont une efficacité de transmission de puissance plus élevée. Cela signifie que davantage d'énergie électrique fournie au moteur est convertie en puissance mécanique à la broche, entraînant une consommation d'énergie plus faible.
Les moteurs de broche à entraînement direct offrent une excellente précision et rigidité. La connexion directe entre le moteur et la broche élimine les problèmes de contrecoup et de conformité associés aux systèmes à courroie ou à engrenage. Cela conduit à un usinage plus précis et à une meilleure répétabilité.
Ces moteurs sont capables d'atteindre des vitesses de broche très élevées, ce qui est essentiel pour les opérations d'usinage à grande vitesse. L'usinage à grande vitesse peut réduire considérablement le temps d'usinage et améliorer la finition de surface des pièces.
Coût élevé: les moteurs de broche directe - sont plus chers à fabriquer et à acheter. La technologie de pointe et l'ingénierie précise requise pour les systèmes de lecteur directs contribuent au coût plus élevé. Cela peut être une barrière importante pour certains fabricants à petite échelle.
Génération de chaleur: le couplage direct du moteur vers la broche signifie que la chaleur générée par le moteur est directement transférée à la broche. Cela peut entraîner une expansion thermique, ce qui peut affecter la précision du processus d'usinage. Des systèmes de refroidissement spéciaux sont souvent nécessaires pour gérer la chaleur, ajoutant à la complexité et au coût de la machine.
Couple limité à basse vitesse: les moteurs de broche à entraînement direct peuvent avoir une sortie de couple limitée à basse vitesse. Cela peut être un problème dans les applications où un couple élevé est nécessaire à faibles vitesses de rotation, comme lors du démarrage d'une opération de coupe lourde.
Les moteurs de broche entraînés par l'engrenage sont capables de transmettre des niveaux élevés de couple. Cela les rend adaptés aux opérations d'usinage lourdes, telles que le broyage de grandes pièces ou la coupe des matériaux durs comme l'acier.
Le système d'engrenages offre un avantage mécanique, permettant au moteur de fonctionner à une plage de vitesse plus efficace tout en fournissant la vitesse de broche requise. Cela peut améliorer les performances globales de la machine CNC.
Les engrenages peuvent générer une quantité importante de bruit et de vibrations pendant le fonctionnement. Cela peut non seulement être une nuisance dans l'atelier, mais également affecter la qualité des pièces usinées. Des mesures supplémentaires peuvent être nécessaires pour réduire le bruit et les niveaux de vibration.
Les systèmes entraînés par les engrenages sont plus complexes que les systèmes à courroie, et ils nécessitent une maintenance plus fréquente et détaillée. Les engrenages doivent être lubrifiés régulièrement et tout signe d'usure ou de dommage doit être traité rapidement pour éviter la défaillance du système.
Par rapport aux moteurs de broche à entraînement direct, les moteurs de broche entraînés par des engrenages ont une plage de vitesse plus limitée. La modification du rapport de vitesse pour atteindre différentes vitesses peut être un processus complexe et consommateur de temps.
