У верстатах з числовим програмним управлінням (фрезерні, токарні, карусельні верстати, машини плазмового різання і т.д.) для переміщення виконавчих елементів (супортів, кареток і т.д.) використовується кроковий привід або сервопривід. У цій статті трохи пояснимо про їх роботі, принципові відмінності і коли який доречно застосовувати.
кроковий привід
Являє собою кроковий електродвигун з блоком управління. При подачі електричного імпульсу ротор двигуна здійснює кутове переміщення на строго певну величину. Сучасні крокові електродвигуни забезпечують до 400 кроків на один оборот. Це дозволяє позиціонувати інструмент (різець, плазмовий різак) з точністю до десятих міліметра.
Як гідності крокових приводів слід зазначити:
- висока точність в поєднанні з більш простою конструкцією;
- доступна ціна, що випливає з простоти виконання.
Головний недолік крокової приводу - проблема пропуску кроку. Це відбувається по ряду причин:
- навантаження на валу перевищує допустимий;
- неправильно заданими параметрами різу в керуючій програмі - занадто різке прискорення або гальмування, без урахування ваги порталу;
- швидкість обертання ротора потрапляє в зону резонансу з верстатом.
Пропуск кроку може призводити до некоректного позиціонування різака, і відповідно відхилення різу від заданої програми.
Сервопривод (Сервомотор)
Принципова відмінність - наявність датчика зворотного зв'язку. Сервопривод обменіваеться даними з керуючою програмою в реальному часі. Відхилення від заданих координат моментально входите, і контролер верстата автоматично компенсує похибку.
Наявність цього додатково елемента (датчика) дозволяє:
- досягти максимальної точності позиціонування і якість продукції. З урахуванням механічного люфту, зносу деталей, теплового розширення (що важливо в верстатах великої потужності, в тому числі і машинах плазмового різання);
- забезпечити максимально високу швидкість обробки, з автоматичним урахуванням інерційності рухомих вузлів;
- знизити витрати на електроенергію, в СЕРВОПРИВОДИ вони пропорційні опору переміщення, а в шаговом приводі номінал напруги постійний.
Кроковий привід vs сервопривід
З наведеного вище можна зрозуміти сильні і слабкі сторони цих приводів. Ми постараємося дати рекомендації, в яких випадках доцільніше застосовувати той чи інший варіант.
- Бюджет. Якщо він критичний, вибір однозначно на користь крокової приводу. Але варто врахувати майбутню оплату праці оператора чпу. Робота з кроковими двигунами має на увазі більш високий рівень умінь і кваліфікації.
- Потужність верстата. Чим більше потужність, тим крупніше переміщувані вузли та деталі, і тим більш потужні потрібні крокові двигуни. А це більш високі інерційні навантаження, і менше навантаження в резонансних зонах. Це може вплинути на точність обробки. Крім того, при збільшенні швидкості у крокового електродвигуна різко зменшується момент, а у сервоприводів він постійний. Якщо говорити про верстати плазмового різання з ЧПУ. то тут ці ці чинники не настільки критичні. Це більш істотно для токарних верстатів, де рухаються не тільки виконавчі механізми (супорта), але і сама заготівля.
- Складність обслуговування. Тут крокові приводу виглядають симпатичніше. Сервопривод має десятки параметрів, що вимагають настройки, а значить і більш високої кваліфікації персоналу (програмістів, електронників, наладчиків). Надійні постачальники зазвичай беруть сервіс цих вузлів на себе. Про це варто задуматися якщо ви купуєте верстат за кордоном, або коли буде складно забезпечити доступ третіх осіб.
- Продуктивність. За даним критерієм сервоприводу істотно перевершують крокові. Особливо якщо мова йде про виробництво габаритних деталей. При невеликих переміщуються і оброблюваних масах ця різниця несуттєва (наприклад, якщо це невеликий 3Д принтер, то різниця буде вкрай несуттєва)
- Шум. Крокові приводу працюють голосніше і може відчуватися вібрація. Це може приносити незручності для невеликих підприємств. У ряді випадків можуть виникнути проблеми з наглядовими органами по допустимому рівню шуму.
Матеріали по темі:
