Запчасти для станков ЧПУ: двигатель для перемещения портала, суппортов, кареток

В наше время использование в производстве оборудования с ЧПУ, существенно дополняет и расширяет возможности производителей различной продукции. Большинство производств делает выбор в пользу станков с числовым программным управлением. Кто то покупает новые станки, и для них очень важно сделать правильный выбор комплектации станка. Другие уже имеют в своем распоряжении оборудование с ЧПУ, и для них могут понадобиться запчасти для станков ЧПУ. Возможно какая-либо деталь вышла из строя, или есть потребность выполнить модернизацию станка, доукомплектовать свой станок новой запчастью.

В данной статье мы поговорим о выборе двигателей для перемещения исполнительных органов станка: портала, суппорта, кареток.

Чтобы правильно сделать выбор, какой двигатель нужен вашему станку, прежде всего следует определиться для каких целей вам нужен станок. Какие детали вы будете фрезеровать, какой материал обрабатывать, какие технические требования к станку по силе, точности, скорости вы предъявляете.

Чаще всего в станках с ЧПУ используют два вида двигателей: шаговый двигатель или серво-привод. Эти два варианта имеют определенные различия в конструкции, а также свои плюсы и минусы.

Шаговый двигатель

Шаговый двигатель более простой и чаще всего бывает достаточный для удовлетворения требований к станку. Это синхронный бесколлекторный двигатель постоянного тока, который имеет несколько обмоток. Когда на одну из обмоток подается напряжение, то протекаемый по обмотке ток вызывает поворот вала и его фиксацию в определенном положении. Подача напряжения на другую обмотку приводит к дальнейшему повороту вала. Другими словами, попеременная подача напряжения на обмотки способствует тому, что вал двигателя имеет дискретные угловые перемещения. Двигатель "шагает" на такое количество шагов, которое равно сменам подачи напряжения. Отсюда и названия двигателя - шаговый. Конструктивно определен градус вала двигателя, как правило 1,8 º. Это значит, что за один оборот вала двигатель делает 200 шагов.

Шаговый двигатель отличается простотой в использовании и качественной работой, имеет высокую надежность и длительный срок службы.

Серво-привод представляет собою синхронный или асинхронный двигатель, как правило безколлекторный постоянного или переменного тока. Управление серво-приводом происходит за счет изменения частоты и управляющего напряжения. Очень важное отличие серводвигателя от шагового - это наличие обратной связи с системой ЧПУ. Это позволяет определять количество поворотов вала (или угол поворота), его скорость, а также дает возможность выполнять контроль исполнения команд от системы ЧПУ. Для этого на вал крепится специальное устройство - энкодер. Это позволяет управляющей программе точно рассчитать сколько еще оборотов должен сделать вал, чтобы достичь заданной координаты. Управлять серво-приводом значительно сложнее. Кроме того, конструкция серводвигателя и наличие энкодера значительно влияет на его стоимость, которая выше, чем стоимость шагового двигателя. Зато серво-привод не теряет момент на высоких скоростях, что создает возможность двигать каретку гораздо быстрее. Серво двигатель позволяет добиться максимальной скорости и момента одновременно.

Серво двигатель

Как шаговые двигатели, так и серво двигатели имеют свои преимущества и недостатки.

1. Преимущества Шагового двигателя:

• Очень надежный и устойчив в работе, практически не бывает поломок
• Выдерживает широкий диапазон нагрузок и скоростей
• Высокий крутящий момент при низких или нулевых скоростях
• Выдерживает большие нагрузки и могут работать в большом диапазоне высоких температур
• Возможность исполнять быстрый старт, останов, реверс и без обратной связи
• Относительно не высокая стоимость в сравнении с другими двигателями

Недостатки :

• Возможность потери шагов при высоких нагрузках и скоростях
• Постоянное потребление энергии, даже без нагрузки
• Снижение крутящего момента при увеличении скорости вращения

2. Преимущества Серво двигателя:

• Очень большой диапазон мощностей, даже малые размеры двигателя могут дать высокую мощность
• Наличие обратной связи, что повышает точность отработки задания
• Высокая точность позиционирования, скорости и высокая стабильность момента
• Высокий крутящий момент и возможность быстрого разгона и торможении
• При увеличении скорости вращения крутящий момент не снижается
• Широкий диапазон регулирования скоростей

Недостатки :

• Самый основной недостаток серводвигателя - это его стоимость
• Сложность настройки и управления

Зачастую, специалисты рекомендуют делать выбор в пользу шагового двигателя в том случае, когда к станку нет больших требований по скорости, мощности и высокой точности обработки. Это дает возможность получить требуемый результат при относительно не больших затратах, поскольку шаговых двигателей бывает вполне достаточно при обработке дерева, пластиков, ДСП, МДФ, мягких металлов. Но при этом цена оборудования с шаговыми двигателями существенно ниже.

В дальнейшем, если появится необходимость в использовании серво-привода, можно выполнить модернизацию станка. Дело в том, что крепежи для серводвигателя и шагового идентичны. Таким образом, Вы можете заменить шаговые двигатели на серво-привод, и наши специалисты вам в этом помогут. Но нужно учитывать, что управление серво-приводом существенно отличается от управления шаговым. Сами серво двигатели имеют более высокую стоимость, а также система управления будет требовать замены электронных узлов. Поэтому стоимость такой замены должна быть целесообразно сопоставима с такой потребностью.

С другой стороны - добиться существенного увеличения скорости обработки, даже при скоростных серво-приводах, не получиться, если использовать традиционные и общеупотребимые фрезы. Именно тип используемого инструмента задает требования по скорости подачи, глубине врезания и др. параметрам тех.процесса. А экономия на переходах, холостых перемещениях инструмента может быть не более 1% от общего времени выполнения управляющей программы. В остальное время скорость ограничена режимами резки.

В любом случае, если у вас возникают вопросы по выбору технической комплектации станка под ваши задачи, обращайтесь к специалистам нашего предприятия, и мы сможем предложить вам самые оптимальные варианты станков для вашего производства.