ШАГОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ И СЕРВОПРИВОДЫ ДЛЯ СТАНКОВ ЧПУ

Сфера производственной металлообработки предусматривает применение станков для выполнения разного рода технологических операций. Шлифование, фрезерная или токарная обработка требуют точного позиционирования, высокого быстродействия и четкого алгоритма действий. Выполнение подобного типа задач обеспечивается множеством исполнительных механизмов, действия которых координируются посредством команд вычислительного устройства. В этом состоит суть числового программируемого управления, известного как ЧПУ. В качестве приводных исполнительных устройств используют разные типы приводов. В подавляющем большинстве случаев – это шаговые моторы или сервоприводы. 

Особенности сервоприводов 

Сервоприводы для станков с ЧПУ относятся к наиболее эффективному, высокоточному и быстродействующему типу приводов, работающих посредством обратной связи. Базовая структура сервосистемы аналогична для большинства промышленных приложений. Ее основными компонентами являются:

• электродвигатель с ротором;
• датчики обратной связи;
• контроллер либо другое устройство управления;
• блок питания.

Комбинация электродвигателя и датчика представляет собой серводвигатель, который посредством обратной связи о положении ротора и заданным контроллером параметрам обеспечивает точную позицию рабочего узла станка. В качестве двигателя могут использоваться любые типы моторов, включая синхронные и асинхронные, коллекторные и бесколлекторные приводы. Именно этим определяется внешний вид серводвигателя, особенности его работы и технические возможности. Однако в любом случае для металлообрабатывающих станков применяют мощный, с высокими удельными характеристиками сервопривод для чпу. Купить все компоненты сервосистемы рекомендуется у одного производителя. Этим обеспечивается наилучшая интеграция и быстрое взаимодействие функциональных устройств. 

Характеристика шаговых двигателей 

Шаговые моторы относятся к синхронному типу двигателей переменного тока и являются классическим вариантом привода для станков, выполняющих относительно простые задачи. Характеризуются специальной конструкцией ротора и статора с ярко выраженными зубцами, создающими множество устойчивых позиций (шагов) углового положения ротора. Основное достоинство шаговых двигателей состоит в более простой структуре привода, не требующей организации обратной связи по угловому положению вала. В этом же состоит одно из его главных отличий от сервопривода.

Характерной особенностью шагового типа моторов является вероятность пропуска шагов, которая возникает при высоких нагрузках. Это вызывает несоответствие установленной позиции ротора и положения, заданного программно. Поэтому для сложных режимов работы, а так же там, где требуется высокая динамичность и ускорение, шаговые двигатели не применяют или выбирают с запасом по крутящему моменту. Но в большинстве случаев устанавливают более эффективный и надежный сервопривод для чпу станка. 

Преимущества и недостатки 

Сравнивая два типа приводов для станков с ЧПУ, можно выделить следующие положительные и отрицательные стороны устройств:

• высокую динамичность ускорения, скорость и плавность хода сервопривода по сравнению с меньшим диапазоном скоростных характеристик и пошаговым (скачкообразным) позиционированием двигателей;
• более низкие шумовые характеристики сервосистемы;
• наличие обратной связи сервоприводов позволяет обеспечивать высокоточную установку рабочего узла станка, нивелируя положение при возникновении отклонений от заданной позиции; при установке шаговых агрегатов без средств обратной связи невозможно отследить пропуски шагов, а значит и точность положения;
• высокие удельные параметры сервоустройств (удельная мощность и крутящий момент), благодаря быстрому старту и торможению, обеспечивающие резкое изменение направления движения рабочих органов станка;
• практически полное отсутствие вибраций ротора сервопривода даже при высокоскоростном вращении с частотой 6000 или более об/мин.

Помимо приведенных характеристик большое значение имеет коэффициент полезного действия, с которым работает шаговый двигатель или сервопривод для чпу станка. Купить в этом случае целесообразнее привод построенный на базе серводвигателя. Предпочтение лучше отдавать бесколлекторным моторам.

Применение шаговых двигателей ограничивается их мощностью и скоростью, поэтому они устанавливаются на станках с ЧПУ, работающих на средней скорости и не требующих высокоточного позиционирования. В противном случае необходимо использовать высокоскоростные и точные сервоприводы.

На сайте ООО «А-К-С» представлен обширный перечень сервоприводного оборудования широкого применения. В каталоге можно выбрать и приобрести сервоприводы для станочного оборудования, систем вентиляции и кондиционирования, отопления, а также для выполнения общих приводных задач. Здесь также можно найти все основные компоненты сервосистем, включая частотные преобразователи, блоки питания, драйверы, сервоусилители, разные типы датчиков.