slovenského jazyk
Zobrazenia: 0 Autor: Editor stránky Čas zverejnenia: 20. 4. 2016 Pôvod: stránky
Stroje s počítačovým numerickým riadením (CNC) boli historicky a primárne vyvinuté na dosiahnutie presného a presného polohovania nástroja a obrobku vo vzťahu k sebe navzájom. Celý tento polohovací systém je jednoducho založený na súradniciach pracovného priestoru stroja alebo obálky. Aby sa dosiahli tieto súradnice pre polohovanie alebo pohyb stola nástroja a/alebo stroja (alebo obrobku), CNC stroj poskytuje príkazy rôznym elektrickým pohonom prostredníctvom rôznych CNC kódov a údajov dodávaných operátorom vo forme part-programu. Presnosť a precíznosť týchto CNC strojov a teda aj výkon CNC strojov je primárne závislý od presného a presného pohybu nástroja a/alebo stola stroja (alebo obrobku) generovaného týmito elektrickými pohonmi a súvisiacimi mechanizmami. Tieto pohyby nástroja alebo obrobku sa uskutočňujú pozdĺž niektorej osi CNC stroja, a preto sa rôzne elektrické pohony ovplyvňujúce tieto pohyby označujú ako pohony osí. Pre pohony osí používajú CNC stroje hlavne dva typy motorov, tj. Krokové motory a Servomotory . Každá z týchto tried motorov má niekoľko variantov a každá má svoje výhody a nevýhody. Servomotory nie sú špecifickou triedou motorov, hoci termín servomotor sa často používa na označenie motora vhodného na použitie v riadiacich systémoch s uzavretou slučkou, ktoré vyžadujú mechanizmy spätnej väzby. Krokový motor je impulzne poháňaný motor, ktorý mení uhlovú polohu rotora v krokoch a je široko používaný v lacných systémoch riadenia polohy s otvorenou slučkou, ktoré nevyžadujú žiadne mechanizmy spätnej väzby. Táto štúdia poskytuje pochopenie technológie a operácií krokových motorov , ktoré pomôžu pri ich výbere a možnom rozvoji s cieľom ďalšieho zlepšenia výkonu CNC strojov.
HOLRY - knižnica rovných rezačiek 8 nožov - 800-ISO30.dwg
Stroje CNC (Computer Numerical Control) spôsobili revolúciu vo výrobnom priemysle tým, že umožnili presné a automatizované obrábacie operácie. Srdcom týchto sofistikovaných strojov sú rôzne typy motorov, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu pri poháňaní pohybu osí stroja a poháňaní rezných nástrojov. Pochopenie rôznych typov motorov používaných v CNC strojoch je nevyhnutné pre hľadajúcich, ktorí chcú rozšíriť svoje znalosti, ako aj pre potenciálnych kupcov, ktorí robia informované rozhodnutia o tom, do ktorého stroja investovať. V tomto blogovom príspevku preskúmame najbežnejšie typy motorov, ktoré sa nachádzajú v CNC strojoch, ich vlastnosti, výhody a aplikácie.
Vretenové motory sú zodpovedné za pohon rezného nástroja v CNC stroji. Sú určené na otáčanie nástroja pri vysokých rýchlostiach, čím poskytujú potrebnú reznú silu na odstránenie materiálu z obrobku. Vretenové motory môžu byť buď priame - pohon alebo remeň - poháňané, v závislosti od špecifických požiadaviek stroja.
Vretenové motory sú schopné dosahovať extrémne vysoké rýchlosti otáčania, typicky v rozsahu od niekoľkých tisíc až po desiatky tisíc otáčok za minútu (RPM). To je nevyhnutné pre efektívne rezanie rôznych materiálov.
Musia poskytovať dostatočný krútiaci moment pri vysokých rýchlostiach, aby sa zabezpečilo hladké a efektívne rezanie. Požiadavky na krútiaci moment sa líšia v závislosti od typu obrábaného materiálu a procesu rezania.
Vretenové motory musia pracovať s vysokou presnosťou a stabilitou, aby sa minimalizovali vibrácie a zabezpečilo sa presné obrábanie. To je rozhodujúce pre dosiahnutie vysoko kvalitných povrchových úprav a úzkych tolerancií.
Vysokorýchlostné otáčanie vretenových motorov umožňuje rýchle odoberanie materiálu a zvyšuje produktivitu stroja CNC stroj.
Vretenové motory možno použiť s rôznymi reznými nástrojmi, vďaka čomu sú vhodné na rôzne obrábacie operácie, ako je frézovanie, vŕtanie a sústruženie.
Zabezpečovaním stabilného a presného otáčania prispievajú vretenové motory k výrobe vysokokvalitných opracovaných dielov s vynikajúcou povrchovou úpravou.
Vretenové motory sa nachádzajú vo všetkých typoch CNC strojov , ktoré vyžadujú rezacie operácie, vrátane obrábacích centier, sústruhov a brúsok. Používajú sa v odvetviach, ako je automobilový priemysel, letecký priemysel a všeobecná výroba na výrobu komponentov so zložitými tvarmi a úzkymi toleranciami.
Servomotory sú jedným z najpoužívanejších typov motorov v CNC strojoch. Sú navrhnuté tak, aby poskytovali presnú kontrolu nad polohou, rýchlosťou a krútiacim momentom osí stroja. Systém servomotora sa zvyčajne skladá z motora, spätnoväzbového zariadenia (ako je kódovač) a servopohonu. Kodér nepretržite monitoruje polohu hriadeľa motora a posiela tieto informácie späť do servopohonu, ktorý potom upravuje výkon motora tak, aby sa udržala požadovaná poloha alebo rýchlosť.
Servomotory môžu dosiahnuť extrémne vysokú úroveň presnosti polohovania, často v rozsahu mikrónov. Vďaka tomu sú ideálne pre aplikácie, ktoré vyžadujú prísne tolerancie, ako je letecký priemysel a výroba zdravotníckych pomôcok.
Sú schopné rýchlo zrýchľovať a spomaľovať, čo umožňuje rýchle zmeny v pohybe stroja. To je rozhodujúce pre vysokorýchlostné obrábacie operácie a znižuje časy cyklu.
Servomotory môžu poskytovať konzistentný krútiaci moment v širokom rozsahu rýchlostí, čím zaisťujú hladkú a stabilnú prevádzku počas procesov rezania.
Spätná väzba z enkodéra umožňuje reguláciu v uzavretej slučke, ktorá koriguje akékoľvek chyby v polohe alebo rýchlosti motora. Výsledkom sú vysoko presné a opakovateľné obrábacie operácie.
Servomotory je možné naprogramovať tak, aby sledovali komplexné pohybové profily, vďaka čomu sú vhodné pre rôzne úlohy obrábania, vrátane kontúrovania, vŕtania a frézovania.
Ponúkajú vysoký pomer výkonu a hmotnosti, čo umožňuje kompaktné a efektívne konštrukcie strojov.
Krokové motory sú ďalším dôležitým typom motora používaného v CNC strojoch, najmä v lacnejších a menej presných aplikáciách. Krokový motor rozdeľuje plnú rotáciu na niekoľko samostatných krokov a každý krok zodpovedá špecifickému uhlovému posunu. Motor je riadený odoslaním série elektrických impulzov do vinutí motora, pričom každý impulz spôsobí, že sa motor otočí o jeden krok.
Inkrementálny pohyb: Krokové motory sa pohybujú v diskrétnych krokoch, čo uľahčuje ich ovládanie a presné umiestnenie pre jednoduché úlohy.
Ovládanie s otvorenou slučkou: V mnohých prípadoch môžu krokové motory pracovať bez spätnoväzbového zariadenia, pričom sa spoliehajú iba na počet impulzov odoslaných do motora na určenie jeho polohy. To zjednodušuje riadiaci systém a znižuje náklady.
Nízke náklady: Krokové motory sú vo všeobecnosti lacnejšie ako servomotory, čo z nich robí atraktívnu možnosť pre nadšencov a malých výrobcov s nízkym rozpočtom.
Jednoduché ovládanie: Priamočiary riadiaci mechanizmus krokových motorov ich sprístupňuje používateľom s obmedzenými technickými znalosťami. Dajú sa jednoducho integrovať do základných CNC systémov.
Udržiavací krútiaci moment: Krokové motory dokážu udržať svoju polohu bez spotreby dodatočnej energie, čo je užitočné pre aplikácie, kde stroj potrebuje udržiavať pevnú polohu počas neobrábacích operácií.
Samouzamykanie: Keď je motor vypnutý, zostáva vo svojej poslednej polohe kvôli magnetickým vlastnostiam motora, čo poskytuje formu samosvornosti.
Krokové motory sa často používajú v základných CNC smerovačoch, 3D tlačiarňach a maloformátových frézkach. Sú vhodné pre úlohy, ako je gravírovanie, jednoduché frézovanie mäkkých materiálov a základné polohovacie operácie, kde vysoká presnosť nie je primárnou požiadavkou.
Lineárne motory sú relatívne novým typom technológie motorov, ktorá sa stále viac používa vo vysokovýkonných CNC strojoch. Namiesto premeny elektrickej energie na rotačný pohyb ako tradičné motory, lineárne motory priamo produkujú lineárny pohyb. To eliminuje potrebu komponentov mechanického prevodu, ako sú remene, remenice a guľôčkové skrutky, čo vedie k priamemu a efektívnejšiemu systému pohonu.
Lineárne motory môžu dosahovať extrémne vysoké rýchlosti a zrýchlenia, ktoré ďaleko prevyšujú tradičné motorom poháňané systémy. To umožňuje rýchly pohyb osí stroja a skracuje časy cyklov.
Bez mechanickej vôle a poddajnosti spojenej s tradičnými komponentmi prevodovky ponúkajú lineárne motory výnimočnú presnosť polohovania a opakovateľnosť.
Pretože existuje menej pohyblivých častí a nie je potrebné mazanie komponentov mechanických prevodov, lineárne motory vyžadujú menej údržby a majú dlhšiu životnosť.
Povaha lineárnych motorov s priamym pohonom eliminuje straty energie a mechanickú neefektívnosť spojenú s tradičnými systémami pohonu, čo vedie k vyššej celkovej účinnosti.
Lineárne motory poskytujú plynulý pohyb bez vibrácií, čo je výhodné pre aplikácie vyžadujúce vysokokvalitné povrchové úpravy a presné opracovanie.
Neprítomnosť komponentov mechanického prevodu umožňuje kompaktnejšiu a ľahšiu konštrukciu stroja, čo môže byť v niektorých aplikáciách výhodné.
Na záver, výber motora v CNC stroji závisí od rôznych faktorov vrátane požadovanej presnosti, rýchlosti, krútiaceho momentu a nákladov. Servomotory ponúkajú vysokú presnosť a flexibilitu, vďaka čomu sú vhodné pre špičkové aplikácie. Krokové motory sú cenovo výhodnejšou možnosťou pre menej náročné úlohy. Vretenové motory sú nevyhnutné pre pohon rezného nástroja, zatiaľ čo lineárne motory poskytujú vysokorýchlostný a vysoko presný výkon v pokročilých CNC strojoch.
V oblasti CNC (Computer Numerical Control) strojov je vretenový motor kľúčovým komponentom, ktorý priamo ovplyvňuje proces obrábania. Používajú sa rôzne typy vretenových motorov, z ktorých každý má svoje výhody a nevýhody.
Vretenové motory poháňané remeňom sú vo všeobecnosti cenovo dostupnejšie v porovnaní s inými typmi. Mechanizmus pásu je relatívne jednoduchý a lacný komponent, ktorý pomáha znižovať celkové náklady na CNC stroj. Vďaka tomu sú obľúbenou voľbou pre malých výrobcov a fanúšikov s nízkym rozpočtom.
Remeň funguje ako nárazník medzi motorom a vretenom. Dokáže absorbovať a tlmiť vibrácie vznikajúce počas procesu obrábania. Výsledkom je, že nástroj a obrobok sú vystavené menším vibráciám, čo vedie k lepšej povrchovej úprave obrábaných dielov.
Zmenou veľkostí kladiek na motore a vretene je možné dosiahnuť široký rozsah otáčok vretena. Táto flexibilita umožňuje relatívne jednoduché vykonávanie rôznych obrábacích operácií, ako je hrubovanie a dokončovanie na rovnakom stroji.
V systéme poháňanom remeňom dochádza k určitej strate výkonu v dôsledku trenia medzi remeňom a kladkami. Táto strata výkonu znižuje celkovú účinnosť motora vretena, čo môže byť problémom pri aplikáciách obrábania s vysokým výkonom.
Remene je potrebné pravidelne kontrolovať na opotrebovanie a napnutie. Postupom času sa pásy môžu roztiahnuť alebo opotrebovať, čo si môže vyžadovať výmenu. Okrem toho je potrebné udržiavať remenice, aby sa zabezpečilo správne zarovnanie a hladký chod.
Systémy poháňané remeňom majú obmedzenia, pokiaľ ide o množstvo krútiaceho momentu, ktorý môžu prenášať. V aplikáciách, kde sa vyžaduje vysoký krútiaci moment, ako je ťažké obrábanie tvrdých materiálov, remeňový pohon vretenové motory nemusia byť najlepšou voľbou.
Pretože neexistujú žiadne medziľahlé komponenty, ako sú remene alebo ozubené kolesá, priamo poháňané vretenové motory majú vyššiu účinnosť prenosu výkonu. To znamená, že väčšia časť elektrickej energie dodávanej do motora sa premieňa na mechanickú energiu na vretene, čo vedie k nižšej spotrebe energie.
Priamo poháňané vretenové motory ponúkajú vynikajúcu presnosť a tuhosť. Priame spojenie medzi motorom a vretenom eliminuje vôľu a problémy s poddajnosťou spojené so systémami poháňanými remeňom alebo prevodom. To vedie k presnejšiemu obrábaniu a lepšej opakovateľnosti.
Tieto motory sú schopné dosahovať veľmi vysoké otáčky vretena, čo je nevyhnutné pre vysokorýchlostné obrábacie operácie. Vysokorýchlostné obrábanie môže výrazne skrátiť čas obrábania a zlepšiť povrchovú úpravu dielov.
Vysoké náklady: Priamo poháňané vretenové motory sú drahšie na výrobu a nákup. Pokročilá technológia a presné inžinierstvo potrebné pre systémy s priamym pohonom prispievajú k vyšším nákladom. To môže byť pre niektorých malých výrobcov značnou prekážkou.
Generovanie tepla: Priame spojenie motora s vretenom znamená, že teplo generované motorom sa priamo prenáša na vreteno. To môže spôsobiť tepelnú rozťažnosť, ktorá môže ovplyvniť presnosť procesu obrábania. Na riadenie tepla sú často potrebné špeciálne chladiace systémy, čo zvyšuje zložitosť a cenu stroja.
Obmedzený krútiaci moment pri nízkych otáčkach: Priamo poháňané vretenové motory môžu mať obmedzený výstup krútiaceho momentu pri nízkych otáčkach. To môže byť problém v aplikáciách, kde je potrebný vysoký krútiaci moment pri nízkych otáčkach, ako napríklad pri spustení ťažkého rezania.
Prevodové vretenové motory sú schopné prenášať vysoké úrovne krútiaceho momentu. Vďaka tomu sú vhodné pre náročné obrábacie operácie, ako je frézovanie veľkých obrobkov alebo rezanie tvrdých materiálov, ako je oceľ.
Prevodový systém poskytuje mechanickú výhodu, ktorá umožňuje motoru pracovať v efektívnejšom rozsahu otáčok, pričom stále dodáva požadované otáčky vretena. To môže zlepšiť celkový výkon CNC stroja.
Ozubené kolesá môžu počas prevádzky vytvárať značné množstvo hluku a vibrácií. To môže byť nielen nepríjemnosť v dielni, ale aj kvalita obrábaných dielov. Na zníženie hladiny hluku a vibrácií môžu byť potrebné ďalšie opatrenia.
Systémy poháňané ozubením sú zložitejšie ako systémy poháňané remeňom a vyžadujú si častejšiu a podrobnejšiu údržbu. Ozubené kolesá je potrebné pravidelne premazávať a akékoľvek známky opotrebovania alebo poškodenia je potrebné okamžite riešiť, aby sa predišlo zlyhaniu systému.
V porovnaní s priamo poháňanými vretenovými motormi majú vretenové motory poháňané prevodom obmedzenejší rozsah otáčok. Zmena prevodového pomeru na dosiahnutie rôznych rýchlostí môže byť zložitý a časovo náročný proces.
