Какие двигатели использовать для станок с чпу

Содержание
  1. Шаговый двигатель в станке с ЧПУ: виды, плюсы, минусы, альтернативы
  2. Как работает шаговый двигатель?
  3. Достоинства и недостатки
  4. Типы шаговых приводов
  5. Как выбрать шаговый двигатель для ЧПУ станка?
  6. Альтернативные варианты
  7. Какие двигатели применяются в станках MULTICUT?
  8. Выбор шагового двигателя (Страница 1 из 3)
  9. Сообщения с 1 по 25 из 58
  10. 1 Тема от iiv9 2016-02-10 22:12:28
  11. Тема: Выбор шагового двигателя
  12. 2 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-02-11 08:40:43
  13. Re: Выбор шагового двигателя
  14. 3 Ответ от iiv9 2016-02-11 14:57:10
  15. Re: Выбор шагового двигателя
  16. 4 Ответ от cnc-master 2016-02-12 12:08:51
  17. Re: Выбор шагового двигателя
  18. 5 Ответ от pavel2015zp 2016-02-27 16:01:55
  19. Re: Выбор шагового двигателя
  20. 6 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-02-28 16:28:55
  21. Re: Выбор шагового двигателя
  22. 7 Ответ от pavel2015zp 2016-03-01 15:57:44 (изменено: pavel2015zp, 2016-03-01 15:58:37)
  23. Re: Выбор шагового двигателя
  24. 8 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-03-02 10:27:21
  25. Re: Выбор шагового двигателя
  26. 9 Ответ от oparin-ac 2016-03-16 10:25:46
  27. Re: Выбор шагового двигателя
  28. 10 Ответ от ficus 2016-04-11 14:06:17
  29. Re: Выбор шагового двигателя
  30. 11 Ответ от Salomonlarry 2016-04-24 14:37:21
  31. Re: Выбор шагового двигателя
  32. 12 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-04-24 15:55:21
  33. Re: Выбор шагового двигателя
  34. 13 Ответ от oldviking 2016-05-01 02:09:48
  35. Re: Выбор шагового двигателя
  36. 14 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-05-01 11:04:28
  37. Re: Выбор шагового двигателя

Шаговый двигатель в станке с ЧПУ: виды, плюсы, минусы, альтернативы

Одно из главных отличий современного станка с ЧПУ от «классических» моделей с ручным управлением – отсутствие кинематической связи между механизмами, отвечающими за перемещение рабочих органов и вращение шпинделя. Раздельный привод позволяет отказаться от использования многоступенчатых коробок передач, механических делительных головок, доверить сложные расчеты компьютеру. Но чтобы перемещения были точными, а станок всегда понимал, в какой точке находится режущий инструмент в текущий момент времени, привод должен иметь вполне определенные параметры. В механизмах станка с ЧПУ лучше всего с этими задачами справляются шаговые двигатели: компактные «послушные» в управлении и сравнительно недорогие.

В этой статье мы расскажем о работе этих устройств, постараемся найти их недостатки и подобрать альтернативные варианты.

Как работает шаговый двигатель?

Наиболее важная конструктивная особенность шагового двигателя – явно выраженные магнитные полюса. На статоре их роль играют сердечники обмоток. Ротор выглядит как зубчатое колесо: выступы на его поверхности – это тоже полюса (постоянных магнитов). Благодаря такой конструкции шаговый двигатель способен совершать дискретные угловые перемещения с остановкой в определенном положении. Связанный с ним через передачу винт-гайка узел станка совершает заданное линейное перемещение.

Управляющий сигнал для шагового двигателя представляет собой последовательность импульсов. Их количество кратно числу шагов, которые совершает ротор. Система управления станка знает, сколько импульсов было послано на двигатель, и может посчитать текущее положение исполнительного механизма.

Достоинства и недостатки

У шаговых двигателей обширный перечень преимуществ. Самые важные из них:

  • Доступная стоимость. Такие приводы применяются не только в промышленных станках, но и в бытовой технике. Например, на маломощные самодельные станки часто устанавливают шаговые двигатели, снятые с принтеров.
  • Надежность. Благодаря отсутствию щеток и применению подшипников с избыточным рабочим ресурсом вывести из строя шаговый двигатель достаточно сложно. Перегрузки приводят к пропуску шагов, но не повреждают двигатель.
  • Высокая скорость отклика на управляющий сигнал. Старт, торможение и реверсирование происходят практически мгновенно из-за того, что максимальный момент двигатель развивает при скоростях, близких к нулю.

Есть у таких приводов и недостатки:

  • На обмотках двигателя всегда есть напряжение, то есть он постоянно потребляет энергию.
  • Крутящий момент зависит от частоты вращения, и на высоких скоростях он значительно падает.
  • Эффект резонанса — падение момента на некоторых частотах вращения. При чем резонансная частота непостоянна и зависит от величины нагрузки.
  • При пропуске шагов система ЧПУ не сможет правильно определить положение исполнительного механизма, если шаговый привод работает без обратной связи.
Читайте также:  Стук гидрокомпенсаторов на холодном двигателе ваз 21124

Типы шаговых приводов

Существует два типа шаговых приводов:

  • Униполярные. Обмотки статора имеют от 5 до 8 выводов. Двигатель включается в работу посредством их коммутации при помощи простейшего драйвера с четырьмя ключами.
  • Биполярные. В таком моторе всего 4 вывода, и для изменения параметров магнитного поля им нужна более сложная система управления.

Биполярные двигатели развивают большие моменты на валу, чем униполярные, при сравнимых массово-габаритных характеристиках, поэтому их в станках с ЧПУ можно увидеть значительно чаще.

Как выбрать шаговый двигатель для ЧПУ станка?

Самостоятельный выбор шагового двигателя для ЧПУ станка привода — работа сложная и требующая точных расчетов. Он должен преодолеть силу трения в ШВП или передаче винт-гайка, инерцию портала и рабочую нагрузку, которая зависит от свойств обрабатываемой детали и режима резания. Также нужно учесть геометрические параметры присоединительного фланца, вала и корпуса. Важный момент – анализ графика зависимости крутящего момента от частоты вращения. Именно здесь ошибки приводят к пропуску шагов.

Тем, кто все же решился собрать станок самостоятельно, мы рекомендуем посмотреть характеристики приводов готовых моделей, близких по размерам и поставленным задачам.

Альтернативные варианты

Единственный конкурент шагового двигателя в ЧПУ станке — сервомотор. Его установка требует реализации более сложной схемы управления с обратной связью (энкодером). Есть у него и другие недостатки. Выбор между сервоприводом и шаговым двигателем для ЧПУ станка вызывает много вопросов у начинающих станочников и споров на форумах. Чтобы определить оптимальный состав привода, нужно учесть следующие факторы:

  1. Стоимость. При жестких ограничениях в бюджете широкий выбор отсутствует в принципе, и считается, что шаговый двигатель значительно дешевле сервомотора. Но это справедливо для устройств небольших типоразмеров. Чем больше мощность, тем меньше разница в цене, а у некоторых крупных моделей стоимость моторов обоих типов сопоставима.
  2. Массово-габаритные характеристики станка. Чем больше станок, тем большая мощность нужна для перемещения рабочих органов. Склонность к резонансным явлениям сильнее проявляется у мощных шаговых двигателей, что может привести к пропуску шагов и снижению точности обработки. Для фрезерных станков с ЧПУ рекомендуется выбирать серводвигатели, если масса портала превышает 50 кг.
  3. Сложность настройки. Схемы приводов с обратной связью требуют точной наладки и высокой квалификации оператора. Если требуется самое простое решение, оптимальным выбором для станка с ЧПУ будет шаговый двигатель.
  4. Вероятность перегрузок и заклинивания. Считается, что при заклинивании серводвигатель обязательно выйдет из строя. Это не совсем так. Если станок настроен правильно, драйвер не пошлет сигнал на повторную отработку перемещения, выполнение программы прекратится, и стойка перейдет в режим ожидания до вмешательства оператора или наладчика. Шаговые двигатели при перегрузке могут пропустить несколько шагов. Из-за отсутствия обратной связи СЧПУ не узнает об этом и продолжит отсчитывать шаги дальше. Пропуск нескольких шагов при кратковременном заклинивании – это бракованная деталь на выходе. Потеря шагов также возможна при внешних вибрационных воздействиях и ударах.
  5. Скорость перемещения. В массивных ЧПУ станках с шаговыми двигателями скорость движения портала обычно не превышает 9 м/мин. Если материал заготовки и режущий инструмент позволяют назначить режим обработки на более высоких скоростях, то мотор будет «узким местом», ограничивающим производительность. Тот же портал с приводом от серводвигателя аналогичного типоразмера сможет развить скорость до 60 м/мин.
  6. Рабочие ускорения. Чрезмерный разгон шагового двигателя неизбежно приведет к пропуску шагов. Если предполагается работа на высоких ускорениях, лучше выбрать сервомотор.
  7. Нагрузка на передачу в момент остановки. В тяжелых станках с ЧПУ шаговые двигатели часто устанавливают на механизмы вертикального перемещения шпинделя. Ротор затормаживается магнитными силами после остановки. Сервопривод в остановленном положении совершает колебания, что очень нежелательно. Шаговый двигатель хорошо ведет себя в механизмах поворота заготовки (4-ой оси), кода требуется удерживать ее в стационарном положении.
Читайте также:  Трясет двигатель на холостых что делать

Какие двигатели применяются в станках MULTICUT?

Надежность конструкции – основной критерий, по которому инженеры компании MULTICUT оценивают комплектующие для станков от сторонних производителей. В выборе двигателей для механизмов перемещения не допускаются компромиссы в качестве.

По умолчанию на все станки устанавливаются шаговые приводы MIGE и контроллеры YAKO. Базовая комплектация выбрана исходя из пожеланий заказчиков и анализа оборудования конкурентов. Приводы демонстрируют высокие крутящие моменты и динамику. Станок стабильно работает на ускорениях до 1,5 м/с 2 . Двигатели работают в микрошаговом режиме с точностью 300 шагов на оборот. В сочетании с редуктором с передаточным отношением 5 аппаратная точность позиционирования составляет 6 мкм. «Шаговость» никак не отражается даже на самых мелких деталях.

В качестве опции заказчику предлагаются сервоприводы DELTA серии ASDA-B2. Эти двигатели отличаются отличной управляемостью: положение, момент и скорость могут регулироваться сигналом задания. По динамическим характеристикам эти моторы значительно превосходят более дорогие аналоги. Разгон от -3000 до + 3000 оборотов в минуту на холстом перемещении составляет около 10 мс. В тех моделях, которые мы устанавливаем на станки, есть тормозной резистор. В энкодер с разрешением 160000 импульсов на оборот встроен цифровой модуль управления, который позволяет оперативно выполнить конфигурирование мотора.

Если станок рассчитан на работу в высоконагруженных режимах, от него требуется хорошая производительность, то мы рекомендуем выбирать сервоприводы ESTUN. Интеллектуальные силовые модули промышленного класса, используемые в конструкции двигателей, позволяют им выдерживать перегрузки по току, развивать высокие моменты во время пуска. Производитель реализовал функцию подавления вибрации, сделал настройку простой и удобной, а двигатель — отзывчивым и точным в работе.

На настольные станки 500-й серии мы устанавливаем привода мощностью 200 Вт (на каждую ось). В базовой комплектации крупногабаритных моделей мощность шаговых двигателей составляет 400 Вт. Для всех серий станков в сервоисполнении мы предлагаем моторы мощностью 0,75 и 1 кВт.

Чтобы получить консультации по вопросам выбора и комплектации станков MULTICUT, позвоните по контактному телефону в вашем регионе.

Источник

Выбор шагового двигателя (Страница 1 из 3)

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщения с 1 по 25 из 58

1 Тема от iiv9 2016-02-10 22:12:28

  • iiv9
  • Новичок
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-02-09
  • Сообщений: 7

Тема: Выбор шагового двигателя

Доброго времени суток Всем. Настало время сделать станок. У меня на первый взгляд простой вопрос для профессионалов в этом деле. Из какого расчета выбирается шаговый двигатель по мощности. Есть ли какие формулы для расчетов? Станок планирую для обработки древесины и пластика с рабочим полем 600 на 900.

2 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-02-11 08:40:43

  • Sergey_Slavyanskiy
  • Администратор
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2015-12-24
  • Сообщений: 8,055

Re: Выбор шагового двигателя

Доброго времени суток Всем. Настало время сделать станок. У меня на первый взгляд простой вопрос для профессионалов в этом деле. Из какого расчета выбирается шаговый двигатель по мощности. Есть ли какие формулы для расчетов? Станок планирую для обработки древесины и пластика с рабочим полем 600 на 900.

Естественно на каждый шаговый двигатель действует момент силы измеряемый в ньютон на метр ( Н*м). Подбирается в зависимости от станка, нужно знать конфигурацию и момент станка измерить можно простыми методами тоже в ньютон-метр!

3 Ответ от iiv9 2016-02-11 14:57:10

  • iiv9
  • Новичок
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-02-09
  • Сообщений: 7

Re: Выбор шагового двигателя

Большое спасибо за ответ. Планирую делать станок по модели №4 (хоть про него ничего хорошего не пишут). Ориентировочно какие двигатели подойдут. Много моторов от старых принтеров, но они на мой взгляд слабоваты.

4 Ответ от cnc-master 2016-02-12 12:08:51

  • cnc-master
  • Администратор
  • Неактивен
  • Откуда: МОСКВА
  • Зарегистрирован: 2014-12-08
  • Сообщений: 777,777,844
Читайте также:  Троит двигатель к джетроник

Re: Выбор шагового двигателя

Много моторов от старых принтеров, но они на мой взгляд слабоваты.

С моторчиками от принтера ничего дельного не получится! Разве что можно сделать выжигатель)

5 Ответ от pavel2015zp 2016-02-27 16:01:55

  • pavel2015zp
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-02-27
  • Сообщений: 13

Re: Выбор шагового двигателя

Кто работал с шаговиками Nema 23 (3 А, 22 кг/см)? Хочу собрать станок используя такие двигатели. Как они показали себя в работе, не греются соответствуют указанным характеристикам?

6 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-02-28 16:28:55

  • Sergey_Slavyanskiy
  • Администратор
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2015-12-24
  • Сообщений: 8,055

Re: Выбор шагового двигателя

Кто работал с шаговиками Nema 23 (3 А, 22 кг/см)? Хочу собрать станок используя такие двигатели. Как они показали себя в работе, не греются соответствуют указанным характеристикам?

7 Ответ от pavel2015zp 2016-03-01 15:57:44 (изменено: pavel2015zp, 2016-03-01 15:58:37)

  • pavel2015zp
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-02-27
  • Сообщений: 13

Re: Выбор шагового двигателя

Кто работал с шаговиками Nema 23 (3 А, 22 кг/см)? Хочу собрать станок используя такие двигатели. Как они показали себя в работе, не греются соответствуют указанным характеристикам?

Планирую собрать фрезер ЧПУ (2000х1200х300) :
— ось у — два двигателя Nema 23 (3 А, 22 кг/см) + 2 ШВП 2005 либо реечная передача
— ось х — один двигатель Nema 23 (3 А, 22 кг/см) + 1 ШВП 2005
— ось z — один двигатель Nema 23 (3 А, 22 кг/см) + 1 ШВП 2005

Работать на станке буду в основном с деревом твердых парод и иногда алюминий

8 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-03-02 10:27:21

  • Sergey_Slavyanskiy
  • Администратор
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2015-12-24
  • Сообщений: 8,055

Re: Выбор шагового двигателя

нет не подойдёт 23

9 Ответ от oparin-ac 2016-03-16 10:25:46

  • oparin-ac
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-02-24
  • Сообщений: 10

Re: Выбор шагового двигателя

Скажите а как определить сколько Н*М мне нужно. Прошу прощения а то я в школе давно учился, не соображу что то.

10 Ответ от ficus 2016-04-11 14:06:17

  • ficus
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-03-11
  • Сообщений: 10

Re: Выбор шагового двигателя

Человек сделал станочек на Nema23, вот ссылка forum.alexwest.ru/index.php?showtopic=13373

11 Ответ от Salomonlarry 2016-04-24 14:37:21

  • Salomonlarry
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-04-16
  • Сообщений: 10

Re: Выбор шагового двигателя

Кто подскажет Nema 23 3A. НА рабочие поле примерно 800×1000 mm при условии что на ось X будут стоять два двигателя Вот станок https://777russia.ru/forum/viewtopic.ph … kWtEtU.vk, хватит мощности?

Добавлено: 2016-04-24 14:40:36

Передача будет ШВП

12 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-04-24 15:55:21

  • Sergey_Slavyanskiy
  • Администратор
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2015-12-24
  • Сообщений: 8,055

Re: Выбор шагового двигателя

13 Ответ от oldviking 2016-05-01 02:09:48

  • oldviking
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2016-01-13
  • Сообщений: 10

Re: Выбор шагового двигателя

Почему нет -хоть немного разъясните ,ато получается 34-й больше ставьте их и лучше если купите у нас!
Хотелось бы немного увидеть растеты с обоснованиями

14 Ответ от Sergey_Slavyanskiy 2016-05-01 11:04:28

  • Sergey_Slavyanskiy
  • Администратор
  • Неактивен
  • Откуда: Москва
  • Зарегистрирован: 2015-12-24
  • Сообщений: 8,055

Re: Выбор шагового двигателя

я 16 лет строю станки! на опыте я вам сказал, по расчётам в интернет для изучения мат части ! да и то ваши расчёты не помогут какой китайский завод? какие двигателя вы уверены что заявленные мощности те что у вас в двигатели. Дальше какие винты вы ставите ? даже хивины типа бренд натяг разный, дальше винты также , в общем если вам нужно умники они на другом форуме, там пипец как умничают и расчёты суют а сами нихрена не сделали, а если и вымучали один два станка считают себя профи! я сделал сотни станков!
хотите сэкономить? сэкономите но столкнётесь с проблемами!

я вам не предлагал у нас ничего покупать и совет бесплатный !

Источник

Adblock
detector