צפיות: 0 מחבר: עורך אתרים פרסום זמן: 2016-04-20 מקור: אֲתַר
מכונות בקרה מספרית ממוחשבת (CNC) פותחו באופן היסטורי ובעיקר כדי להשיג מיקום מדויק ומדויק של הכלים ויצירת העבודה ביחס זה לזה. כל מערכת המיקום הזו מבוססת פשוט על הקואורדינטות של מרחב העבודה או המעטפה של המכונה. על מנת להשיג קואורדינטות אלה למיקום או תנועה של טבלת הכלי ו / או המכונה (או חתיכת עבודה), מכונת CNC מספקת פקודות לכוננים החשמליים השונים באמצעות קודי CNC שונים ונתונים המסופקים על ידי המפעיל בצורה של תוכנית חלקית. לפיכך, הדיוק והדיוק של מכונות CNC אלה ומכאן ביצועי מכונות ה- CNC תלויים בעיקר בתנועה המדויקת והמדויקת של הכלי ו/או טבלת המכונה (או חתיכת העבודה) הנוצרים על ידי כוננים חשמליים אלה ומנגנונים נלווים. תנועות אלה של כלי או חתיכת עבודה מתרחשות לאורך ציר כלשהו של מכונת ה- CNC ולכן הכוננים החשמליים השונים המשפיעים על תנועות אלה מכונים כונני צירים. עבור כונני צירים, מכונות ה- CNC משתמשות בעיקר בשני סוגים של מנועים, כלומר. מנועי צעד ו מנועי סרוו . לכל אחת משיעורי המנועים הללו יש כמה גרסאות ולכל אחת מהן היתרונות והחסרונות שלהם. Servomotors אינם סוג ספציפי של מנוע, אם כי המונח סרוויוטור משמש לרוב להתייחס למנוע המתאים לשימוש במערכות בקרת לולאה סגורה הדורשות מנגנוני משוב. מנוע צעד הוא מנוע מונע דופק המשנה את המיקום הזוויתי של הרוטור בשלבים והוא נמצא בשימוש נרחב בעלות נמוכה ופתוח מערכות בקרת מיקום לולאה שאינן דורשות מנגנוני משוב. מחקר זה מספק הבנה של הטכנולוגיה והתפעול של מנועי צעד שיסייעו בבחירתם ואולי גם לקידום כדי לשפר עוד יותר את הביצועים של מכונות CNC.
מכונות CNC (בקרה מספרית ממוחשבת) עשו מהפכה בתעשיית הייצור בכך שהם מאפשרים פעולות עיבוד מדויקות ואוטומטיות. בלב המכונות המתוחכמות הללו נמצאים סוגים שונים של מנועים הממלאים תפקיד מכריע בהנעת תנועת צירי המכונה והפעלת כלי החיתוך. הבנת הסוגים השונים של המנועים המשמשים במכונות CNC חיונית לשני המחפשים המעוניינים להרחיב את הידע והקונים הפוטנציאליים שלהם המקבלים החלטות מושכלות לגבי איזו מכונה להשקיע. בפוסט בבלוג זה, אנו נחקור את הסוגים הנפוצים ביותר של מנועים שנמצאים במכונות CNC, את מאפייניה, יתרונותיהם ויישומים.
מנועי ציר אחראים לנהיגה בכלי החיתוך במכונת CNC. הם נועדו לסובב את הכלי במהירויות גבוהות, ומספקים את כוח החיתוך הדרוש להסרת חומר מחומר העבודה. מנועי ציר יכולים להיות ישירים - כונן או חגורה - מונעים, תלוי בדרישות הספציפיות של המכונה.
מנועי ציר מסוגלים להגיע למהירויות סיבוב גבוהות במיוחד, בדרך כלל בין כמה אלפים לעשרות אלפי מהפכות לדקה (סל'ד). זה חיוני לחיתוך יעיל של חומרים שונים.
עליהם לספק מומנט מספיק במהירויות גבוהות כדי להבטיח חיתוך חלק ויעיל. דרישות המומנט משתנות בהתאם לסוג החומר שעובד במכונה ובתהליך החיתוך.
מנועי ציר צריכים לפעול עם דיוק ויציבות גבוהה כדי למזער את הרטט ולהבטיח עיבוד מדויק. זה חיוני להשגת גימורי שטח איכותיים וסובלנות הדוקה.
סיבוב המהירות הגבוה של מנועי ציר מאפשר הסרת חומרים מהירה, מה שמגדיל את התפוקה של מכונת CNC.
ניתן להשתמש במנועי ציר במגוון כלי חיתוך, מה שהופך אותם למתאימים לפעולות עיבוד שונות, כמו כרסום, קידוח ופנייה.
על ידי מתן סיבוב יציב ומדויק, מנועי ציר תורמים לייצור חלקים בעלי מכונות גבוהות באיכות גבוהה עם גימורי שטח מעולים.
מנועי ציר נמצאים בכל סוגי מכונות ה- CNC הדורשות פעולות חיתוך, כולל מרכזי עיבוד, מחרטות ומטחנות. הם משמשים בתעשיות כמו רכב, תעופה וחלל וייצור כללי לייצור רכיבים עם צורות מורכבות וסובלנות הדוקה.
מנועי סרוו הם אחד מסוגי המנועים הנפוצים ביותר במכונות CNC. הם נועדו לספק שליטה מדויקת על המיקום, המהירות והמומנט של צירי המכונה. מערכת מנוע סרוו מורכבת בדרך כלל ממנוע, מכשיר משוב (כגון מקודד) וכונן סרוו. המקודד עוקב ברציפות על מיקום פיר המנוע ושולח מידע זה חזרה לכונן הסרוו, אשר לאחר מכן מתאים את תפוקת המנוע לשמירה על המיקום או המהירות הרצויים.
מנועי סרוו יכולים להשיג רמות גבוהות במיוחד של דיוק מיקום, לרוב בטווח המיקרון. זה הופך אותם לאידיאליים ליישומים הדורשים סובלנות הדוקה, כגון תעופה וחלל וייצור מכשירים רפואיים.
הם מסוגלים להאיץ ולהאטה במהירות, ומאפשרים שינויים מהירים בתנועת המכונה. זה קריטי לפעולות עיבוד גבוהות במהירות ומפחית את זמני המחזור.
מנועי סרוו יכולים לספק מומנט עקבי על פני מגוון רחב של מהירויות, ולהבטיח פעולה חלקה ויציבה במהלך תהליכי חיתוך.
המשוב מהקידוד מאפשר בקרת לולאה סגורה, המתקנת שגיאות במיקום או במהירות של המנוע. התוצאה היא פעולות עיבוד מדויקות וניתנות לחזרה מאוד.
ניתן לתכנת מנועי סרוו כדי לעקוב אחר פרופילי תנועה מורכבים, מה שהופך אותם למתאימים למגוון משימות עיבוד שבבי, כולל קווי מתאר, קידוח וטחינה.
הם מציעים יחס הספק גבוה - למשקל, ומאפשרים עיצובים של מכונות קומפקטיות ויעילות.
מנועי צעד הם סוג חשוב נוסף של מנוע המשמש במכונות CNC, במיוחד ביישומי דיוק פחות יקרים ונמוכים יותר. מנוע צעד מחלק סיבוב מלא למספר שלבים נפרדים, וכל שלב תואם תזוזה זוויתית ספציפית. המנוע נשלט על ידי שליחת סדרה של פולסים חשמליים לפיתולי המנוע, כאשר כל דופק גורם למנוע להסתובב בשלב אחד.
תנועה מצטברת: מנועי צעד נעים בצעדים נפרדים, מה שמקל עליהם לשלוט ומיקום במדויק למשימות פשוטות.
בקרת לולאה פתוחה: במקרים רבים, מנועי צעד יכולים לפעול ללא מכשיר משוב, תוך הסתמכות אך ורק על מספר הפולסים שנשלחו למנוע כדי לקבוע את מיקומו. זה מפשט את מערכת הבקרה ומפחית את העלויות.
עלות נמוכה: מנועי צעד הם בדרך כלל פחות יקרים ממנועי סרוו, מה שהופך אותם לאופציה אטרקטיבית עבור חובבים ויצרנים בקנה מידה קטן בתקציב.
בקרה פשוטה: מנגנון הבקרה הפשוט של מנועי צעד הופך אותם לנגישים למשתמשים עם ידע טכני מוגבל. ניתן לשלב אותם בקלות במערכות CNC בסיסיות.
מומנט החזקה: מנועי צעד יכולים להחזיק את מיקומם מבלי לצרוך כוח נוסף, אשר שימושי ליישומים בהם המכונה צריכה לשמור על מיקום קבוע במהלך פעולות שאינן מעובדות.
נעילה עצמית: כאשר המנוע כבוי, הוא נשאר במיקומו האחרון בגלל התכונות המגנטיות של המנוע, ומספק צורה של נעילה עצמית.
מנועי צעד משמשים לרוב בנתבי CNC ברמה כניסה, מדפסות תלת מימד ומכונות כרסום קטנות - בפורמט. הם מתאימים למשימות כמו חריטה, כרסום פשוט של חומרים רכים ופעולות מיקום בסיסיות בהן דיוק גבוה אינו הדרישה העיקרית.
מנועים לינאריים הם סוג חדש יחסית של טכנולוגיה מוטורית המשמשת יותר ויותר במכונות CNC בעלות ביצועים גבוהים. במקום להמיר אנרגיה חשמלית לתנועה סיבובית כמו מנועים מסורתיים, מנועים לינאריים מייצרים ישירות תנועה לינארית. זה מבטל את הצורך ברכיבי שידור מכניים כמו חגורות, גלגלות וברגי כדור, וכתוצאה מכך מערכת כונן ישירה ויעילה יותר.
מנועים לינאריים יכולים להשיג מהירויות ותאוצה גבוהה במיוחד, מה שעולה בהרבה על אלה של מערכות מונעות מוטוריות מסורתיות. זה מאפשר תנועה מהירה של צירי המכונה ומפחית את זמני המחזור.
ללא התנגשות מכנית ותאימות הקשורים לרכיבי העברה מסורתיים, מנועים לינאריים מציעים דיוק ויכולת מיקום יוצאת דופן.
מכיוון שיש פחות חלקים נעים ואין צורך בשימון של רכיבי שידור מכניים, מנועים לינאריים דורשים פחות תחזוקה ויש להם חיי שירות ארוכים יותר.
אופי הדחף הישיר של המנועים הליניאריים מבטל את הפסדי האנרגיה ואת חוסר היעילות המכנית הקשורה למערכות כונן מסורתיות, וכתוצאה מכך יעילות כוללת גבוהה יותר.
מנועים לינאריים מספקים רטט חלק ורטט - תנועה חופשית, המועילה ליישומים הדורשים גימורי שטח איכותיים באיכות גבוהה ועיבוד מדויק.
היעדר רכיבי שידור מכניים מאפשר עיצוב מכונות קומפקטי וקל יותר, שיכול להועיל ביישומים מסוימים.
לסיכום, הבחירה במנוע במכונת CNC תלויה במגוון גורמים, כולל הדיוק, המהירות, המומנט והעלות הנדרשים. מנועי סרוו מציעים דיוק וגמישות גבוהה, מה שהופך אותם מתאימים ליישומים קצה גבוהים. מנועי צעד הם אפשרות יעילה יותר - למשימות פחות תובעניות. מנועי ציר חיוניים לנהיגה בכלי החיתוך, ואילו מנועים לינאריים מספקים ביצועים גבוהים - מהירות וגבוהים במכונות CNC מתקדמות.
בתחום מכונות CNC (בקרה מספרית ממוחשבת), מנוע הציר הוא רכיב מכריע המשפיע ישירות על תהליך העיבוד. משתמשים בסוגים שונים של מנועי ציר, לכל אחד מהם מערך יתרונות וחסרונות משלו.
חגורה - מנועי ציר מונעים הם בדרך כלל זולים יותר בהשוואה לסוגים אחרים. מנגנון החגורה הוא רכיב פשוט יחסית וזול, המסייע בהפחתת העלות הכוללת של מכונת ה- CNC. זה הופך אותם לבחירה פופולרית עבור יצרנים וחובבים קטנים בקנה מידה בתקציב.
החגורה פועלת כמאגר בין המנוע לציר. זה יכול לספוג ולהרטיב רטט שנוצר בתהליך העיבוד. כתוצאה מכך, הכלי וחומר העבודה חווים פחות רטט, מה שמוביל לגימורי שטח טובים יותר על החלקים המעובדים.
על ידי שינוי גודל הגלגלת על המנוע והציר, ניתן להשיג מגוון רחב של מהירויות ציר. גמישות זו מאפשרת לבצע פעולות עיבוד שונות, כגון מחסום וגימור, באותה מכונה בקלות יחסית.
קיימת כמות מסוימת של אובדן חשמל במערכת המונעת על חגורה בגלל חיכוך בין החגורה לגלגלות. אובדן כוח זה מצמצם את היעילות הכוללת של מנוע הציר, שיכול להוות דאגה ביישומי עיבוד כוח גבוה.
יש לבדוק את החגורות באופן קבוע בלאי ומתח. עם הזמן חגורות יכולות למתוח או להתלבש, מה שעשוי לדרוש החלפה. בנוסף, יש לשמור על הגלגלות גם כדי להבטיח יישור נכון ותפעול חלק.
לחגורה - למערכות מונעות יש מגבלות מבחינת כמות המומנט שהם יכולים להעביר. ביישומים שבהם נדרש מומנט גבוה, כגון עיבוד חובה כבד של חומרים קשים, מנועי ציר מונעים על ידי חגורה עשויים להיות לא הבחירה הטובה ביותר.
מכיוון שאין רכיבים ביניים כמו חגורות או הילוכים, מנועי ציר מונעים ישירות הם בעלי יעילות העברת כוח גבוהה יותר. המשמעות היא שיותר מהעוצמה החשמלית המסופקת למנוע מומר לעוצמה מכנית בציר, וכתוצאה מכך צריכת אנרגיה נמוכה יותר.
ישיר - מנועי ציר מונעים מציעים דיוק וקשיחות מצוינים. החיבור הישיר בין המנוע לציר מבטל את בעיות ההתקפה והתאימות הקשורות למערכות מונעות או ציוד מונע. זה מוביל לעיבוד מדויק יותר ויכולת דירות טובה יותר.
מנועים אלה מסוגלים להשיג מהירויות ציר גבוהות מאוד, החיוניות לפעולות שבבי במהירות גבוהה. עיבוד מהירות גבוה יכול להפחית משמעותית את זמן העיבוד ולשפר את גימור השטח של החלקים.
עלות גבוהה: ישיר - מנועי ציר מונעים יקרים יותר לייצור ורכישה. הטכנולוגיה המתקדמת וההנדסה המדויקת הנדרשת למערכות כונן ישירות תורמות לעלות הגבוהה יותר. זה יכול להוות מחסום משמעותי עבור כמה יצרנים בקנה מידה קטן.
ייצור חום: הצימוד הישיר של המנוע לציר פירושו שחום שנוצר על ידי המנוע מועבר ישירות לציר. זה יכול לגרום להתרחבות תרמית, העלולה להשפיע על דיוק תהליך העיבוד. מערכות קירור מיוחדות נדרשות לרוב לניהול החום, ומוסיפות למורכבות ולעלות המכונה.
מומנט מוגבל במהירויות נמוכות: ישיר - מנועי ציר מונעים עשויים להיות בעלי תפוקת מומנט מוגבלת במהירויות נמוכות. זו יכולה להוות בעיה ביישומים שבהם יש צורך במומנט גבוה במהירויות סיבוב נמוכות, למשל בעת הפעלת פעולת חיתוך כבדה.
הילוך - מנועי ציר מונעים מסוגלים להעביר רמות מומנט גבוהות. זה הופך אותם למתאימים לפעולות עיבוד כבדות, כמו טחינה של יצירות עבודה גדולות או חיתוך חומרים קשים כמו פלדה.
מערכת ההילוכים מספקת יתרון מכני, ומאפשרת למנוע לפעול בטווח מהירות יעיל יותר תוך מספקת את מהירות הציר הנדרשת. זה יכול לשפר את הביצועים הכוללים של מכונת ה- CNC.
הילוכים יכולים לייצר כמות משמעותית של רעש ורטט במהלך הפעולה. זה לא יכול להיות רק מטרד בסדנה אלא גם להשפיע על איכות החלקים המכונה. יתכן שיידרשו אמצעים נוספים כדי להפחית את רמות הרעש והרטט.
ציוד - מערכות מונעות מורכבות יותר ממערכות מונעות על חגורה, והן דורשות תחזוקה תכופה ומפורטת יותר. יש לשמן את ההילוכים באופן קבוע, ויש לטפל מייד בכל סימני בלאי או נזק כדי למנוע כשל במערכת.
בהשוואה למנועי ציר מונעים ישיר, מנועי ציר מונע - מונע יש טווח מהירות מוגבל יותר. שינוי יחס ההילוכים להשגת מהירויות שונות יכול להיות תהליך מורכב וזמן.
