Шаговые двигатели и сервоприводы станков с ЧПУ

Станки с ЧПУ скоро могут почти полностью вытеснить обычное оборудование с ручным управлением, они уверенно занимают все сферы промышленной обработки: от ювелирной и сувенирной продукции до сложнейших деталей аэрокосмической промышленности и современной электроники. В отличие от обычных станков оборудование с ЧПУ значительно точнее, почти исключает человеческие ошибки. Также они эффективнее в серийном и штучном производстве, работают без остановки с автоподачей заготовок, производят изделия быстрее, а также более экономически выгодны. Все эти преимущества возможны в том числе благодаря высокоточным шаговым и серводвигателям. Различия сервопривода и шагового двигателяУстройство шагового двигателя. Шаговый двигатель — это электромеханический агрегат без коллектора с несколькими обмотками. Действует он так: драйвер подаёт короткие электрические импульсы, которые активируют каждую из обмоток отдельно и задействуют ротор, что вызывает короткие угловые шаговые передвижения. Все шаговые двигатели производят позиционирование на плоскости при отсутствии обратной связи, т.к. не имеют энкодера. Серводвигатель — это комплексное устройство, которое состоит из щёточного или безщёточного электродвигателя, блока управления и энкодера, связывающего мотор с контроллером ЧПУ. Установленный на двигатель датчик обратной связи подаёт сигналы на контроллер о необходимых параметрах движения.

Шаговый двигатель: плюсы и минусы. Шаговые электромоторы применяются на фрезерных, токарных, гравировальных и других станках с ЧПУ, применяемых в обработке дерева, металла, пластиков, композитов и иных материалов. Широкое распространение шаговых двигателей обусловлено такими преимуществами:

• Длительное время эксплуатации;
• Высокоточная обработка;
• Экономное производство;
• Точность позиционирования инструмента до ± 0,01 мм;Управляется всеми типами ЧПУ;
• Работают в широком диапазоне температур;Устойчивость к большим нагрузкам и принудительным остановкам;

Недостатки шаговых двигателей:

• Большой шум, вибрации и высокое биение на высокой скорости обработки;
• Скорость разгона 120 об/мин;Небольшая предельная скорость передвижения, фрезеры - 9 м/мин, лазерно-шравировальные станки - 25 м/мин;
• Превышение скорости может приводить к высокой вибрации и пропуску шагов;
• Отсутствие энкодера может приводить к браку при резкой остановке и пропуску шагов обработки;

Сервопривод: за и против

.Сервоприводы на станках с ЧПУ также популярны, как и шаговые двигатели, только обычно применяются на оборудовании с очень высокой скоростью обработки и большей производительностью. Это в первую очередь лазерные и фрезерные станки с ЧПУ для серийного производства прецизионных изделий, особенно в больших количествах. Преимущества серводвигателей:

• Плавный ход и точное перемещение инструмента на всех скоростях и при любых нагрузках;
• Малые размеры при большой мощности и бесшумная работа;
• Разгон и торможение станка до 500 об/мин за 0,1 сек;
• Перемещение инструментов до 60-70 м/мин;
• Динамическая точность около 0,002 мм;
• Устройства позиционирования проходят запрограммированную траекторию с погрешностью, меньшей чем у шагового двигателя;Нет высоких вибраций и резонансов, биения;
• Датчики отслеживают движения инструментов по заданным траекториям, что позволяет в случае сбоя вернуться на заданную траекторию.

Минусы серводвигателей:

• Дорогой ремонт;
• Высокая цена — в полтора или два раза дороже шаговых моторов;
• Двигатели со щётками требуют их замены через 5 тыс. часов;
• работы;
• Иногда, при очень высокой скорости обработки серводвигатель перегревается и из-за этого выходит из строя.

Заключение
Шаговые и серводвигатели не заменяют друг друга, использовать ли тот или иной тип привода целесообразно в зависимости от объёмов и потребностей производства. Основополагающими факторами в выборе типа привода обычно являются точность, скорость обработки и объёмы выпуска продукции.