Приводы станков с ЧПУ

Содержание

Подбор и расчет шаговых двигателей для ЧПУ

: 5 / 5

При подборе шагового двигателя для ЧПУ необходимо отталкиваться от планируемой сферы применения станка и технических характеристик. Ниже представлены критерии выбора, классификация наиболее популярных двигателей и примеры расчета.

Как выбрать шаговый двигатель для ЧПУ: критерии

  1. Индуктивность. Следует вычислить квадратный корень из индуктивности обмотки и умножить его на 32. Полученное значение нужно сравнить с напряжением источника питания для драйвера. Различия между этими числами не должны сильно отличаться.

    Если напряжение питания на 30% и более превышает полученное значение, то мотор будет греться и шуметь. Если меньше, то крутящий момент будет слишком быстро убывать со скоростью. Большая индуктивность потенциально обеспечит возможность для большего крутящего момента. Однако для этого потребуется драйвер с большим напряжением питания.

  2. График зависимости крутящего момента от скорости. Позволяет определить, удовлетворяет ли выбранный двигатель условиям в техническом задании.
  3. Геометрические параметры. Имеет значение длина двигателя, фланец и диаметр вала.

Совет: также следует обратить внимание на омическое сопротивление фаз, номинальный ток в фазе, момент инерции ротора, максимальный статический синхронизирующий момент.

Важный критерий – тип шагового двигателя для ЧПУ станка. Широко распространены биполярные, униполярные и трехфазные модели. Каждая из них имеет свои особенности:

  • биполярные чаще всего используют для ЧПУ благодаря простому подбору нового драйвера при выходе старого из строя, высокому удельному сопротивлению на малых оборотах;
  • трехфазные отличаются большей скоростью, чем биполярные аналогичного размера. Подходят для случаев, когда требуется высокая скорость вращения;
  • униполярные представляют собой несколько видов биполярных двигателей в зависимости от подключения обмоток.

Совет: еще один способ подбора двигателя – анализ готовых станков на рынке, которые близки по размерам и другим характеристикам к разрабатываемому.

Необходимо определить силу трения в направляющих, которая зависит от используемых материалов. Для примера коэффициент трения составляет 0.2, вес детали – 300 кгс, вес стола – 100 кгс, необходимое ускорение – 2 м/с2, сила резания – 3 000 Н.

  1. Чтобы рассчитать силу трения нужно умножить коэффициент трения на вес движущейся системы. Для примера: 0.2 x 9.81 (100 кгс+300 кгс). Получается 785 Н.
  2. Чтобы рассчитать силу инерции надо умножить массу стола с деталью на требуемое ускорение. Для примера: 400 x 2 = 800 Н.
  3. Чтобы рассчитать полную силу сопротивления надо сложить силы трения, инерции и резания. Для примера: 785 + 800 + 3 000. Получается 4 585 Н.

Справка: силу сопротивления должен развивать привод стола на гайке шариковой винтовой передачи.

Формулы, приведенные ниже, представлены без учета инерции вала самого шагового двигателя и других вращающихся механизмов. Поэтому для большей точности рекомендуется увеличить или убавить требования по ускорению на 10%.

Для расчета мощности шагового двигателя следует воспользоваться формулой F=ma, где:

  • F – сила в ньютонах, необходимая для того, чтобы привести тело в движение;
  • m – масса тела в кг;
  • а – необходимое ускорение m/c2.

Для определения механической мощности необходимо умножить силу сопротивления движения на скорость.

Совет: существуют калькуляторы для автоматического расчета мощности.

Рассчитываем редукцию оборотов

Определяется на основании номинальных оборотов сервопривода и максимальной скорости перемещения стола. Например, скорость перемещения составляет 1 000 мм/мин, шаг винта шариковой винтовой передачи – 10 мм. Тогда скорость вращения винта ШВП должна быть (1 000 / 10) 100 оборотов в минуту.

Для расчета коэффициента редукции учесть номинальные обороты сервопривода. Например, они равны 5 000 об/мин. Тогда редукция будет равна (5 000 / 100) 50.

Советские модели

В станках часто применяют шаговые двигатели индукторного типа, изготовленные в СССР. Речь о моделях ДШИ-200-2 и ДШИ-200-3. Они обладают следующими характеристиками:

ПараметрДШИ-200-2ДШИ-200-3
Потребляемая мощность 11.8 Вт 16.7 Вт
Погрешность обработки шага 3% 3%
Максимальный статический момент 0.46 нт 0.84 нт
Максимальная чистота приемистости 1 000 Гц 1 000 Гц
Напряжение питания 30 В 30 В
Ток питания в фазе 1.5 А 1.5 А
Единичный шаг 1.8 град 1.8 град
Масса 0.54 кг 0.91 кг

При выборе следует обратить внимание на наличие индекса ОС. Это особая серия с военной приемкой. Имеет более высокое качество исполнения, чем обычные модели.

Китайские модели

Примеры китайских шаговых двигателей для ЧПУ и их характеристики представлены ниже.

ПараметрМодельJKM Nema 17 42mmHybrid Stepper MotorJK42HS48-2504JK42HS40-1704
Длина, мм 48 40 34
Ток питания в фазе, А 2.5 1.7 1.33
Единичный шаг (угловое перемещение), град 1.8 1.8 1.8
Масса, кг 0.34 0.32 0.22

Биполярные шаговые двигатели для ЧПУ от CNC Technology

ПараметрМодель86HS156-500457HS76-300442HS48-1704A
Ток питания в фазе, А 5 3 1.7
Единичный шаг (угловое перемещение), град 1.8 1.8 1.8
Индуктивность, мГн 6 3.5 2.8
Диаметр вала 14 8 5

Зная критерии выбора и ориентируясь в предложениях по шаговым двигателям на рынке можно подобрать подходящую модель для станка ЧПУ.

Главное – покупать у проверенных поставщиков.

3 причины купить шаговый двигатель для ЧПУ в компании CNC Technology

  1. Двигатели от надежных производителей, эти же двигатели мы используем в наших станках.
  2. Всегда в наличии на складе.
  3. Комплексность: в нашем каталоге можно подобрать не только ШД, но и драйверы, датчики, соединительные муфты и другие комплектующие.

Получить консультацию по выбору шагового двигателя можно по телефону 8 (800) 350 33 60.

Выбор шагового двигателя для ЧПУ: критерии, рекомендации

Шаговый двигатель понадобится любому человеку, который собрался самостоятельно собрать станок с ЧПУ. Главное – заранее определиться со сферой применения устройства. Наибольших усилий и показателей требует обработка цветных металлов, что отдельно учитывается при выборе шагового двигателя для ЧПУ.

Какие критерии определяющие для выбора?

Надо помнить о том, что, по сравнению с обычными двигателями, шаговые требуют более сложных схем для управления. А критериев не так уж много.

Первый шаг – определение квадратного корня из индуктивности обмотки. Результат потом умножаем на 32. Значение, полученное в качестве итога, потом требуется сравнивать с напряжением источника, от которого питание идёт к драйверу.

Эти числа не должны отличаться друг от друга слишком сильно. Мотор будет греться и шуметь слишком сильно, если напряжение питания больше полученного значения на 30 и больше %. Если же он меньше, то, по мере нарастания скорости, крутящий момент убывает. Чем больше индуктивность – тем проще сохранить высокий крутящий момент. Но для этого надо подобрать драйвер, имеющий большое напряжение питания. Только в этом случае шаговой двигатель работает нормально.

  1. График того, как крутящий момент и скорость зависят друг от друга.

Это позволит понять, насколько двигатель в принципе соответствует запросам и техническому заданию.

  1. Параметры геометрического плана.

Особое внимание рекомендуется уделить диаметру вала, фланцу и длине двигателя.

Кроме того, следующие показатели так же рекомендуется внимательно изучить:

  • Максимальный статический синхронизирующий момент.
  • Момент по инерции у роторов.
  • Ток внутри фазы по номиналу.
  • Общее сопротивление фаз омического типа.

О разновидностях двигателей

Для станка используемая разновидность шаговых двигателей – параметр не менее важный, чем остальные. Каждая модель наделена своими особенностями.

  1. Биполярные чаще всего применяются совместно с ЧПУ.

Главное достоинство – возможность легко выбрать новый драйвер, если старый выходит из строя. На малых оборотах при этом сохраняется высокое удельное сопротивление.

Для них характерна высокая скорость. Актуальны, если именно данному параметру уделяют больше всего внимания в случае выбора.

Это несколько видов биполярных двигателей, которые отличаются друг от друга и подбираются в зависимости от подключения обмотки.

Можно изучить готовые модели станков, предлагаемые текущим рынком. Благодаря подобному подходу выбор значительно упрощается. Главное – чтобы характеристики и размеры подходили к создаваемому проекту.

Об усилиях резания

Часто владельцы думают, что на фрезу агрегата надо сильно давить, иначе она будет неправильно работать. Это заблуждение, которое не соответствует истине. Важнее всего то, как правильно пользователь задаёт параметры рабочего процесса.

Не обязательно пользоваться сложными специальными формулами, чтобы понять, как правильно действовать. Это можно проверить и прямо голыми руками.

По поводу резонанса при средних частотах

Шаговые двигатели связаны с возникновением сильного резонанса. По сути, они работают, как маятник с подвешенным на пружине грузиком. Роль груза выполняет ротор, а поле с магнитной энергией — пружина. Собственные колебания имеют частоту, определяемую по двум показателям:

  1. Инерция ротора.
  2. Сила тока.

Резонанс появляется, когда разность между скоростью и фазностью момента достигает 180 градусов. Это означает, что присутствует соответствие скорости и изменений внутри магнитного поля. Движение становится быстрым при позиционировании по новому шагу. Крутящий момент падает из-за того, что больше всего энергии уходит, чтобы преодолеть инерцию.

Об энкодерах и драйверах, подключениях

Специальные драйверы нужны для того, чтобы управлять устройством. Они подключаются к LTP портам у персональных компьютеров. От программы идёт генерация сигналов, которые потом принимаются драйверами. После чего двигатель и получает определённые команды. Подача тока на обмотки позволяет организовать работу всего устройства. Программное обеспечение облегчает контроль:

  • По двигательной величине.
  • Для скоростей.
  • По траекториям.

Драйвер – это блок, отвечающий за управление всем двигателем. Формирование управляющего сигнала происходит при участии специального контроллера. Что предполагает подключение к устройству сразу четырёх выводов шагового двигателя. С блока питания идёт энергия, отрицательная и положительная, она и соединяется с моторами для дальнейшей работы.

С контроллера ПУ сигналы идут к драйверу. Далее организуется управление процессом, во время которого переключаются ключи, составляющие схему с питающим напряжением. Последнее идёт с блока питания, на двигатель, проходя по ключам.

Дополнительные рекомендации по выбору

Максимум по току требуемого напряжения, идущего к выводам – главный фактор, на основании которого следует делать выбор. Ток, выдаваемый драйвером, может быть следующих типов:

  1. Такой же, что потребляет двигатель.
  2. Выше, чем упомянутое ранее значение.

Желаемые параметры по исходному напряжению выбираются при помощи специальных переключателей.

Шаговые двигатели могут иметь различный порядок подключения. Обычно он зависит от того, каким количеством проводов снабжён привод. Надо обратить внимание и на назначение устройства. На рынке выпускается множество моделей, и практически у каждой используется свой вариант подключаемой схемы. Внутри размещается до 4-6 проводов. Биполярные модули сопровождают стандартно именно варианты с четырьмя проводами.

Каждые две обмотки идут с двумя приводами. Нужно использовать обычный метр, чтобы не допустить ошибок. Шестипроводные двигатели отличаются максимальной мощностью. Это значит, что каждая обмотка сопровождается двумя проводами и одним центр-краном. Такие аппараты допускают два вида соединений:

  1. С биполярными аппаратами.
  2. С униполярными моделями.

Для разделения проводов так же применяются приборы измерения. Однополярные устройства предполагают, что используются все шесть проводов. В случае с биполярными можно взять всего один центральный кран вместе с проводами по одной обмотке.

Что ещё учесть?

Центр-краном называют обычный провод. Ещё для него используют обозначения «центральный», «средний». Часть моделей шаговых двигателей снабжаются подобными приспособлениями. Каждая обмотка идёт совместно с тремя проводами, когда речь идёт об униполярных вариантах. Два из них организуют соединение с транзисторами. Центр-кран или средний идёт прямо до источника питания или напряжения.

Два боковых провода вообще можно игнорировать, если транзисторы использовать не планируется.

Пяти- и шестипроводные модели во многом похожи друг на друга. Но внутри центральные провода выводятся в один общий кабель, вместе с остальными составляющими. Обмотки не удастся соединить друг с другом, если будут отсутствовать разрывы. Лучше всего именно средний провод соединять с другими проводниками. Тогда об эффективности и безопасности устройства можно будет не волноваться. Нужно просто брать подходящие детали.

Заключение

Подобрать подходящую модель двигателя для станка будет проще, если заранее изучить основные характеристики, а так же предложения на соответствующем рынке. Главное – обращаться к поставщикам, которые заслуживают доверия. Малейший брак и ошибка приведут к выходу из строя весьма дорогостоящих деталей.

Какой выбрать шаговый двигатель для ЧПУ?

Шаговые двигатели относятся к бесщеточным устройствам. Изготавливаются они с несколькими обмотками. Основными параметрами устройств можно назвать пороговое напряжение и количество полюсов. Также модели различаются по показателю сопротивления обмотки. Однофазные модификации изготавливаются с зубчатыми статорами. Магниты чаще всего используются цилиндрического типа.

Для ЧПУ шаговые двигатели подходят идеально. Однако в данном случае многое зависит от оборудования. В частности, модификации устанавливаются на принтерах, станках и лазерных резаках. Также их можно встретить на приводах. Однако это касается только линейных конфигураций. Стоит в среднем качественный шаговый двигатель в районе 4500 руб.

Как выбрать двигатель?

Как подобрать шаговый двигатель для ЧПУ? В первую очередь следует определиться с типом модификации. Если рассматривать варианты для станков, то на них часто используются двухфазные модели. Магнитопроводы у них устанавливаются с хорошей проводимостью тока. Непосредственно роторы применяются из стали. Чашки для статоров выполнены с выступом.

В данном случае обмотки используются из магнитно-мягкого материала. Статоры в представленных устройствах применяются с зубцами. Показатель удержания обязан составлять не менее 3 кг/см. Параметр сопротивления обмотки зависит от типа ЧПУ. Если говорить про модификации с контролером, то вышеуказанный показатель обязан равняться 7 Ом.

Устройства для станков

Как подобрать шаговый двигатель для ЧПУ станка? Если рассматривать обычную фрезерную модель, то в первую очередь важно обращать внимание на тип вала. В среднем он устанавливается с диаметром в 5 мм. В данном случае статор обязан находиться над ротором в чашке, а непосредственно ток обмотки должен равняться 2 А. Для более стабильной работы двигателя применяются магнитопроводы с высокой проводимостью.

Также перед покупкой следует оценить индуктивность обмотки. Указанный параметр у двигателей колеблется в районе 6 мГн. В данном случае драйверы для устройств должны быть биполярного типа. Стоит в среднем шаговый двигатель для ЧПУ станка в районе 3 тыс. руб.

Модели для приводов

Как выбрать шаговый двигатель для ЧПУ привода? В данном случае многие потребители отдают предпочтение двухфазным модификациям. Статоры у них чаще всего встречаются зубчатые. По типу ротора модели довольно сильно отличаются. Часто они делаются из шихтовой стали. В среднем диаметр вала равняется 5.5 мм. Угол шага моделей для приводов составляет 1.2 градуса. Ток обмотки в данном случае должен равняться минимум 3 А. Если рассматривать однофазные модификации, то драйвер для двигателей подходит однополярного типа.

Сопротивление обмотки в среднем колеблется в районе 5 Ом. Также важно обращать внимание на пороговое напряжение двигателей. Данный параметр, как правило, не превышает 6 В. Однако есть и более мощные модели на рынке. Максимальная индуктивность обмотки у них равняется 10 мГн. При этом показатель токовой перегрузки находится на уровне 4 А. Обойдется качественный шаговый двигатель для привода в районе 4500 руб.

Двигатели для принтеров

Выбор шагового двигателя для ЧПУ принтера производится только среди трехфазных модификаций. Статоры целесообразнее подбирать зубчатого типа. Магнитопроводы должны иметь высокую проводимость тока. Благодаря им обороты двигатель будет набирать плавно. Если говорить про параметры, то момент удерживания модификаций для принтеров в среднем равняется 4 кг/см. Непосредственно пороговое напряжение колеблется в районе 10 В.

Минимальная индуктивность обмотки обязана составлять 8.5 мГн. Угол шага устройства должен быть на уровне 1.3 градуса. Магниты в представленных модификациях часто используются постоянные и по форме являются цилиндрическими. Передаточное число устройств зависит от типа ротора. Для однополярных драйверов модели на рынке встречаются довольно редко. Купить хороший двигатель для принтера пользователь способен по цене от 3 тыс. руб.

Модификации для лазерных резаков

Какой выбрать двигатель для лазерного резака? Многие специалисты в этой ситуации отдают предпочтение моделям на 10 В. Чаще всего они изготавливаются со статорами зубчатого типа. Магнитопроводы у них проводимость имеют довольно высокую. Непосредственно роторы в двигателях располагаются в специальных чашах. Модификации двухполюсного типа на рынке встречаются редко.

В среднем угол шага у моделей не превышает 2 градуса. Предельную токовую нагрузку устройства выдерживают на уровне 5 А. Максимальная индуктивность обмотки зависит от количества шагов за оборот. Диаметр вала в двигателе должен составлять 5.5 мм. На сегодняшний день качественные устройства для резаков продаются по цене от 4 тыс. руб.

Однофазные модификации

Однофазные модели больше всего подходят для фрезерных станков. В среднем показатель угла шага у них равняется 2.5 градусов. Максимальную индуктивность устройства выдерживают в 7 мГн. По количеству шагов за оборот модели довольно сильно отличаются. На рынке представлено множество модификаций на 5 и 10 В. Передаточное число у них примерно составляет 1:54.

Двухполюсные модификации способны похвастаться высокой проводимостью тока. Роторы чаще всего устанавливаются из шихтовой стали. Чашки под них делаются с выступами разной длины. Приобрести в магазинах набор шаговых двигателей для ЧПУ на 5 В можно за 4500 руб.

Двухфазные устройства

Двухфазный двигатель подходит хорошо для принтеров. По мощности модели довольно сильно отличаются. Модификации для однополярных драйверов выделяются повышенной проводимостью тока. Показатель порогового напряжения у них в среднем равняется 5 В. Ротор стандартно располагается в чашке. Валы у моделей устанавливаются диметром от 5 мм. Угол шага в представленных конфигурациях не превышает 2 градуса.

Ток обмотки в данном случае равняется 4.5 А. Непосредственно момент удержания двигателя зависит о магнитопровода. Если рассматривать модели с высоковольтной обмоткой, то этот параметр составляет в среднем 3 кг/см. Передаточное число устройств не превышает 1:60.

Сопротивление обмотки в среднем равняется 8 Ом. На статоре в представленных модификациях для подключения предусмотрено четыре вывода. Контроллер шагового двигателя для ЧПУ встречается только биполярного типа. Стоит хорошая двухфазная модификация около 5 тыс. руб.

Трехфазные модели

Трехфазный двигатель часто используется для линейных приводов. Показатель порогового напряжения у него колеблется в районе 5 В. Модификации с зубчатыми статорами попадаются на рынке довольно часто. Магнитопроводы у этих моделей показатель проводимости тока имеют на уровне 6 мк. Роторы делаются, как правило, из шихтовой стали. Угол шага у моделей не превышает 2.4 градуса. Момент удержания в данном случае зависит от проводимости магнитопровода. В среднем указанный параметр колеблется в районе 4 кг/см.

Передаточное число моделей равняется 1:63. По параметру сопротивления обмотки устройства сильно отличаются. Показатель минимальной индуктивности двигателей равняется 8.5 мГн. Изготавливаются устройства на четыре и шесть выводов. Купить трехфазную модификацию на рынке можно всего за 5 тыс. руб.

Двигатели с драйвером ULN2003

Шаговый двигатель для ЧПУ данного типа используется для фрезерных станков. Ротор у него сделан из шихтовой стали. Непосредственно чашка ротора изготавливается с высоким выступом. Магнитопровод установлен с проводимостью тока на уровне 4 мк.

Статор в устройстве находится зубчатого типа, а обмотка на нем предусмотрена низковольтная. Угол шага в данном случае равняется 2.3 градуса. Модификаций двухфазного типа на рынке имеется много. Показатель сопротивления обмотки у них не превышает 8 Ом.

Параметр минимальной индуктивности составляет 10 мГн. Купить модель данного типа можно за 3500 руб.

Модификации на 5 В

Шаговый двигатель для ЧПУ на 5 В может изготавливаться с однополярным и биполярным драйвером. Магнитопроводы в устройствах используются различные. Показатель проводимости тока у них в среднем равняется 5.5 мк. Чашки статора чаще всего делаются с выступами. Таким образом, вал обороты набирает плавно. Угол шага моделей в среднем не превышает 1.2 градуса.

Предельный ток обмотки устройства выдерживают на уровне 6 А. Показатель момента удерживания двигателей составляет в среднем 2 кг/см. При этом минимальная индуктивность обмотки не превышает 6 мГн. Стоит хороший шаговый двигатель для ЧПУ на 5 В районе 4200 руб.

Двигатели на 10 В

Шаговый двигатель для ЧПУ на 10 В часто подбирается для принтеров, которые работают на однополярных драйверах. В данном случае выводов в устройствах предусмотрено четыре. Непосредственно проводимость тока колеблется в районе 6 мк. Максимальный угол шага в устройствах равняется 2.5 градуса. Показатель индуктивности обмотки составляет минимум 8 мГн.

Также следует отметить, что представленные конфигурации могут применяться для работы с линейными приводами. Статоры в устройствах используются чашечного типа. Магниты подходят лишь постоянные. По форме они делаются цилиндрического вида. Момент задерживания двигателей на 10 В в среднем составляет 4.5 кг/см. Приобрести хорошую модель для принтера в специализированных магазинах можно по цене 5 тыс. руб.

Как подобрать шаговый двигатель для станка ЧПУ. ШД из принтера

Любая разработка начинается с выбора компонентов. При разработке ЧПУ станка очень важно правильно подобрать шаговые двигателя . Если у вас есть деньги на покупку новых двигателей, в таком случае нужно определить рабочее напряжения и мощность двигателя. Я купил себе для второго ЧПУ станка шаговые двигателя вот такие: Nema17 1.7 А.

Если у вас нет достаточно денег или вы просто пробуете свои силы в данной сфере. То вы скорее всего будите использовать двигателя из принтеров . Это самый недорогой вариант. Но тут Вы столкнетесь с рядом проблем. У двигателя может быть 4, 5, 6, 8 — проводов для подключения. Как их подключить к драйверам L298n и СNC shield.

Давайте разберемся по порядку. Какие шаговые двигателя бывают. Если вы видите четное количество выводов это биполярный шаговый двигатель . Расположение обмотки для данного двигателя вот такое.

Если у двигателя 5 выводов, это униполярный шаговый двигатель . Вот так выгладит его схема.

Наши драйвера рассчитаны на двигателя с 4 выводами . Как быть? Как их подключить?

Биполярные ШД с 6-ю выводами подключаются к драйверу двумя способами:

В данном случае ШД имеет момент в 1.4 раза больше. Момент более стабилен на низких частотах.

При таком типе подключения нужно уменьшить ток, подаваемый на обмотки двигателя в √2 раз. Например, если номинальный рабочий ток двигателя составляет 2 А, то при последовательном включении обмоток требуемый ток — 1.4 А, то есть в 1.4 раза меньше.

Это можно легко понять из следующих рассуждений.

Номинальный рабочий ток, указанный в каталоге, рассчитан на сопротивление одной обмотки (R — именно оно приведено в каталоге). При последовательном включении обмоток сопротивление объединенной обмотки возрастает в два раза (2R).

Потребляемая мощность ШД — I*2 * R

При последовательном включении обмоток потребляемая мощность становится Iпосл.*2 * 2 * R

Потребляемая мощность не зависит от типа подключения, поэтому I*2 * R = Iпосл.*2 * 2* R, откуда

Iпосл.= I/ √2, т.е.

Iпосл.= 0.707 *I.

Так как крутящий момент двигателя прямо пропорционален величине магнитного поля, создаваемого обмотками статора, то он возрастает с увеличением числа витков обмотки и убывает с уменьшением ток, пропускаемого через обмотки. Но так как ток уменьшился в √2 раз, а число витков обмотки увеличилось в 2 раза, то крутящий момент возрастет в √2 раз.

Tпосл. = 1.4 * T.

Во втором случае момент более стабилен на высоких частотах. Параметры ШД при таком подключении соответствуют заявленным в datasheet, (момент, ток), момент более стабилен на высоких частотах .

Униполярный шаговый двигатель можно переделать.

Для этого нужно разобрать шаговый двигатель и перерезать провод соединяющий центр обмоток. И при подключении общий провод подключать ни куда не нужно.

В итоге у нас получается биполярный двигатель с 4 выводами.

Шаговые двигателя с 8-ю выводами можно подключить тремя способами.

Подключение А — шаговик работает с характеристиками, заявленными в описании (момент, ток), момент более стабилен на высоких частотах.

Подключение B – момент 1.4 раза, момент более стабилен на низких частотах (относительно А).

Подключение C – момент 1.96 раза, момент более стабилен на высоких частотах (относительно А).

Вот мы и решили проблему подключения шаговых двигателей. Но не все двигателя у нас заработают. Нужно еще определить рабочее напряжение двигателей. Самый правильный способ это найти datasheet. Так все параметры есть. Но не ко все двигателя из принтера можно найти datasheet. В таких случаях я пользуюсь вот такой таблицой.

Сопротивление обмотки, Ом

Рабочее напряжение, В

Не знаю на сколько данная таблица верная но у меня все сходиться и работает как надо.

Двигателя я выбираю чтобы рабочее напряжение было меньше или равно напряжению источника питания. Для двигателей рассчитанных на меньшее напряжения необходимо настроить ток ниже.

Настраивать СNC shield будем в следующей статье. Не пропустите!

Подписывайтесь на мой канал на и вступайте в группы в и .

Спасибо за внимание!

Вернуться в раздел: Проекты на Arduino Дата публикации 15 июня , 2017

Самодельный ЧПУ станок

Если вы решили сделать самодельный фрезерный станок с ЧПУ, то вам понадобятся шаговые двигатели. Причем для обработки цветных металлов потребуется гораздо мощнее, чем можно достать из старого принтера.

Мало и собрать его, необходимо установить плату контроллера и моторы.

Вот с моторами в России беда. Те кто продает не стесняются ломить цену за шаговый двигатель, да еще и брать прилично за пересылку. Так что гораздо выгоднее получается заказывать шаговые двигатели для самодельного ЧПУ станка из Китая.

Давайте посмотрим, что предлагают нам продавцы из Поднебесной.

Первым у нас идет мотор JKM Nema 17 42mm Hybrid Stepper Motor.

Вот его характеристики:

  • Купить шаговый двигатель JK42HS48-2504 можно .

Цена на этот шаговый двигатель гораздо ниже чем можно купить подобный в России, а доставка — бесплатная до вашего почтового отделения. Второй шаговик для ЧПУ станка чуть менее мощный, но не менее нужный. Вот технические характеристики этого шаговика:

  • Купить шаговый двигатель JK42HS40-1704 можно .

Третий представитель шаговых двигателей годится для настольных ЧПУ фрезеров, если предыдущие моторы обладали более чем 4 кг/см, то JK42HS34-1334 вдвое слабее и имеет всего 2.2 кг/см. Но для дерева, фанеры и легких металлов это вполне хватает. Его характеристики:

Модернизация привода главного движения станка с ЧПУ

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Техническая характеристика станка

2. Расчет режимов резания

3. Кинематический расчет

3.1 Определение максимальной силы и мощности резания

3.2 Расчет привода главного движения с бесступенчатым регулированием

3.3 Построение структурного графика (графика частот вращения)

3.4 Расчёт числа зубьев

4. Расчёт делительных диаметров зубчатых колёс

5. Расчёт мощности и крутящих моментов коробки скоростей

6. Ориентировочный расчёт валов

7. Уточненный расчет вала

8. Расчет подшипника качения

9. Расчет шпоночного соединения

10. Расчет шлицевого соединения

11. Расчет муфты упругой втулочно-пальцевой

Заключение

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Развитие отечественного станкостроения происходит в следующих направлениях: сокращение времени сборки основных узлов за счёт автоматизации технологических процессов обработки и сборки, существенное повышение качества изготовления основных узлов металлооборудования; повышение интеллектуальной оснащённости машиностроительной отрасли.

Развитие отрасли станкостроения за последние 10 лет отражает фрагмент синусоиды, когда кривая постепенно выравнивается после спада и медленно направляется вверх. Задача курсового проекта состоит в проведении модернизации привода главного движения станка модели 1740РФ3.

Для этого необходимо назначить режимы резания для заданных материалов, определить число скоростей вращения шпинделя, рассчитать передаточные отношения, подобрать числа зубьев, провести прочностные расчёты вала.

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНКА

Исходным является полуавтомат токарно-револьверный 1740РФ3.

Предназначен для обработки в патроне или центрах деталей сложной конфигурации с большим количеством технологических переходов. Оснащен автоматизированными люнетом и задней бабкой, что дает возможность обрабатывать длинные детали с отверстием за один установ.

Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм. 680

Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм: 400

Наибольшая длина устанавливаемого изделия, мм:

в патроне 400

в центрах 1500

Наибольший диаметр сверления, мм 40

Количество позиций в револьверной головке 12

Сечение устанавливаемых резцов, мм 32 х 25; 32 х 32

Частота вращения шпинделя, мин-1 10…2500

Наибольший рабочий ход суппорта, мм:

Продольный 1520

поперечный 385

Диапазон рабочих подач суппорта, мм/мин:

Продольных 0,1…10000

поперечных 0,1…10000

Скорость быстрых перемещений суппорта, мм/мин:

в продольном направлении 10000

в поперечном направлении 10000

Конус в шпинделе задней бабки по ГОСТ 25557-82 Морзе № 6

Расстояние от основания полуавтомата до оси центров, мм 1160

Габариты полуавтомата без гидростанции, мм 4490 х 2490 х 3100

Масса полуавтомата без гидростанции, кг 15000

2. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

Для станков токарной группы основным размерным параметром является максимальный диаметр обрабатываемой заготовки

Максимальный диаметр обрабатываемой заготовки определяется по технической характеристике станка:

D630мм.

Расчетный минимальный диаметр рекомендуется принимать из соотношения:

Dmin=(0,2…0,5) Н,

где Н — максимальное расстояние до оси шпинделя.

В данном случае:

Dmin=630*0.25=157,5 мм.

Расчёт режимов резания производим по предложенной методике, согласно которой :

где V — значение скорости резания м/мин,

T — период стойкости, мин;

t — глубина резания, мм;

S — подача, мм/об;

m,x,y — поправочные коэффициенты .

Составим таблицу для расчета скорости резания для жаропрочной стали:

Таблица 1 — Расчёт скорости резания для материала: жаропрочная сталь

Вид обработки

Точение и растачивание

0,5-6

0,08-0,1

0,2

0, 15

0,2

По приведенной выше формуле вычислим максимальную и минимальную скорость резания для обработки материала жаропрочная сталь:

Составим таблицу для определения скорости резания для ковкого чугуна:

Таблица 2 — Расчёт скорости резания для материала: ковкий чугун

Вид обработки

Точение и растачивание

0,5-6

0,08-0,1

0,2

0, 5

0,45

Вычислим наибольшую и наименьшую скорость резания для материала ковкий чугун:

Из полученных скоростей выбираем максимальное и минимальное значение:

Vmax=328 м/мин,

Vmin=74 м/мин.

Согласно полученным скоростям резания, определим частоту вращения шпинделя по формуле:

nmax=1000Vmax/р Dmin=1000328/3.14126=829 об/мин;

nmin=1000VMIN/рDmax=100074/3.14630=50 об/мин.

Из полученных расчетов выбираем максимальное и минимальное значение для двух материалов и по ряду Ra и значению Ш=1.26 принимаем стандартные значения минимальной и максимальной частот вращения, получаем, что:

nmax=1000 мин-1;

nmin=50 об/мин-1;

3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ

3.1 Определение максимальной силы и мощности резания

Усилия резания и мощность определяются по справочникам или рассчитываются по формулам. Вертикальная составляющая усилия резания определяется как для мягких, так и для твердых материалов.

Составим таблицу для определения усилия резания Pz:

Таблица 3 — Расчёт силы резания

Сила резания Pz, H

Nэф

31,8

31,1

1,2

0,85

Определяем усилие резания по справочнику :

Pz=6120 H.

Выбор нормативной (эффективной) мощности производится для различных материалов изделия и инструмента для черновых операций:

Определим эффективную мощность резания для данного случая:

кВт.

Мощность электродвигателя главного движения определяется по формуле:

,

где коэффициент полезного действия станка, который принимается для станков токарной группы предварительно в пределах

Определим необходимую для выполнения операции мощность электродвигателя:

кВт.

Подбираем двигатель из каталога 2ПФ200L по таблицам методических указаний :

N=30 кВт;

=3000 мин-1.

3.2 Расчет привода главного движения с бесступенчатым регулированием

Произведем расчет привода главного движения с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя в пределах от до

Частоты вращения электродвигателя постоянного тока с двухзонным регулированием равны:

Расчет выполняется следующим образом:

Определяется общий диапазон регулирования шпинделя:

Вычисляется общий диапазон регулирования электродвигателя:

Рассчитывается диапазон регулирования электродвигателя при постоянной мощности:

Рассчитывается диапазон регулирования электродвигателя при постоянном моменте:

Определяется диапазон регулирования шпинделя при постоянной мощности:

1) Вычисляется требуемое число ступеней коробки скоростей (число поддиапазонов регулирования частоты вращения шпинделя)

Принимаем

2) Рассчитывается диапазон регулирования коробки скоростей:

3) Определяется диапазон электрического регулирования привода:

Тогда требуемая частота вращения электродвигателя будет равна:

4) Составляется структурная формула и строится структурная сетка коробки скоростей (Рисунок 1)

II P0=1; x0=1

III P1=2; x0=2

Rk=2

Рисунок 1 — Структурная сетка коробки скоростей

5) Рассчитывается фактический диапазон регулирования шпинделя при постоянной мощности:

6) Вычисляется минимальная частота вращения шпинделя при постоянной мощности

2.3 Построение графика частот вращения

График частот вращения (структурный график) (рис. 2) является видоизмененной структурной сеткой. Он показывает действительные значения частных передаточных отношений передач и частот вращения валов.

Для построения графика частот вращения необходимо по ряду Ra40 и по выбрать значения частот вращения.

2.4 Расчёт числа зубьев

Существует несколько методов определения чисел зубьев зубчатых колес (общий метод, табличный метод, метод частей, метод логарифмической линейки).

Определим числа зубьев табличным методом. Порядок определения следующий: по графику записать передаточные отношения зубчатых пар каждой групповой передачи и выбрать из таблицы сумму зубьев в пределах 60..120, кратную всем передаточным отношениям групповой передачи. С учетом Zmin=17..20. При этом сумму зубьев зубчатых колес на последних валах коробки выбирать больше, чем на первых.

Определяем передаточные отношения.

Используя график частот вращения (рис. 3) определяем передаточные отношения:

i1= 1:2,

i2=1:2,

i3=2.

Так как передаточное отношение i1= 1:2, выбираем, что отношение числа зубьев шестерни к числу зубьев колеса будет 31:62 для передачи с вала электродвигателя на первый вал.

i2=1:2, следовательно отношение числа зубьев будет 35:70, а для пары с i3=2 отношение будет 70:35.

Составим таблицу для определения действительных частот вращения шпинделя:

Таблица 4 — Определение частот вращения.

Уравнение кинематического баланса

31,25

31,5

0,79

4. РАСЧЕТ ДЕЛИТЕЛЬНЫХ ДИАМЕТРОВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Основной прочностной характеристикой зубчатого колеса является модуль.

Модуль определяется расчетом из условия работы зуба на изгиб и рабочих поверхностей зуба на усталость по контактным напряжениям. Особенностью расчета является то, что модуль определяется, исходя из условий ограниченной долговечности работы зубчатых передач, при ограниченной скорости вращения, заданном передаточном отношении и числах зубьев шестерни. Кроме того, в целях уменьшения осевых габаритов коробок передач принимается ограниченная ширина зуба шестерен.

Величина модуля определяется по формyлам:

— при расчете на изгиб:

— при расчете на усталость по контактным напряжениям:

где — допускаемые напряжения на изгиб и по усталости поверхностных слоев, МПа;

номинальная передаваемая мощность, кВт;

расчетная частота вращения меньшей из двух шестерен, мин-1;

число зубьев;

передаточное число зубчатой пары;

коэффициент ширины зуба;

коэффициент формы зуба;

скоростной коэффициент.

Расчет производится по программе:

Для первого вала:

Для второго вала:

5. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА КОРОБКИ СКОРОСТЕЙ

Несущая способность деталей привода определяется величиной действующих нагрузок. Мощность привода является основным показателем, который характеризует возможности станка преодолевать силы, возникающие в процессе обработки.

Рассчитаем значения передаваемой валами мощности:

===31,1 кВт.

=30,48 кВт.

=29,87 кВт.

В процессе работы станка крутящий момент привода уравновешивается крутящим моментом от сил сопротивления и сил трения в кинематических цепях.

Крутящий момент на любом ведомом звене привода при установившемся движении и статическом характере действия нагрузок определяется по формуле:

=9750/ ,Нм,

где — мощность на валу;

частота вращения вала;

аем крутящий момент на валах коробки скоростей:

=975031,1/1000=303 Нм.

=975030,48/500=594 Нм.

=975029,87/250=1165 Нм.

При расчете деталей приводов станков необходимо принимать расчетную частоту вращения, начиная с которой полностью используется мощность электродвигателя.

6. ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ

Предварительный расчет валов выполняется для всех валов коробки и служит ориентиром для эскизной разработки конструкции валов, выбора параметров муфт, подшипников и т.п., а также последующего уточненного расчета.

Диаметр определяют, используя условный расчет на кручение:

По условию прочности —

,

мощность, передаваемое валом, кВт;

расчетная частота вращения вала, мин-1;

условное допускаемое напряжение при кручении, МПа

— для средних участков вала под шестернями и другими элементами передач;

— коэффициент пустотелости вала, для сплошных валов К=0.

Произведем ориентировочный расчет валов проектируемой коробки скоростей:

Данные расчеты будут уточнены после проверки.

7. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ВАЛА

1) Находим силы, действующие на вал и строим эпюру.

Силы на валы передаются через зубчатые колеса, шкивы, муфты и т.п. В общем случае силы могут действовать в различных плоскостях. Поэтому силы задают в виде составляющих по трем взаимно перпендикулярным осям координат.

Окружная составляющая для всех типов колес определяется по формуле:

где крутящий момент на валу, Нм.

диаметр начальной окружности, м.

Радиальная составляющая вычисляется по формуле:

Осевая составляющая вычисляется по формуле:

Определим радиальную и окружную силу для вала 2, в точках приложения сил:

— окружная сила будет равна:

— радиальная сила будет равна:

При составлении расчетной схемы вал рассматривают как балку, лежащую на шарнирных опорах и нагруженную сосредоточенными силами и моментами. Точки приложения сил и моментов принимаются на середине элемента, передающего эти силы и моменты на вал, а эти сечения принимаются за расчетные.

В каждой плоскости определяют реакции опор и изгибающие моменты., строят эпюры изгибающих моментов, а затем, суммирую геометрически, определяют полные реакции и суммарные изгибающие моменты, строят эпюры изгибающих и крутящих моментов

8. РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

Чтобы проверить подобранные подшипники, рассчитаем грузоподъемность, необходимую для данного вала и откорректируем подбор подшипника качения.

Для определения динамической грузоподъемности С следует пользоваться формулами для расчета долговечности:

— для роликовых подшипников:

Величину эквивалентной нагрузки Р определяют по формуле:

где X — коэффициент радиальной нагрузки,

У — коэффициент осевой нагрузки,

V — коэффициент вращения

Ко — коэффициент безопасности,

Кт — температурный коэффициент.

Определим величину эквивалентной нагрузки, и грузоподъемности требуемого подшипника для данного вала:

расчет подшипника по программе:

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Начальный диаметр первого колеса, мм

Расстояние от левой опоры А, мм

Начальный диаметр второго колеса, мм

Расстояние от левой опоры В, мм

Расстояние между опорами L, мм

Угол между силами P и D, град.

Расчетная частота вращения вала, мин-1

Мощность, передаваемая валом, кВт

Крутящий момент, передаваемый валом, Нм

Схема нагружения вала

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

Опорные реакции ,Н

3340,88

3320,51

Грузоподъемность подшипников: статическая, Н

3340,88

3320,51

динамическая, Н

26832,83

26669,29

Диаметр вала, мм

82,81

Расстояние до опасного сечения от левой опоры, мм

120,00

286,00

Изгибающий момент в опасном сечении, Нм

400,91

305,49

По каталогу подберем подшипник с требуемой грузоподъемностью: 2215.

9. РАСЧЕТ ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Рассчитаем соединение с призматической шпонкой, основным является расчет на смятие для вала II

— наибольший крутящий момент в соединении, Нм

— диаметр вала, мм

— рабочая длина и глубина врезания шпонки в ступицу

Допускаемое напряжение для неподвижного соединения .

Таким образом, проверим шпонку на смятие вал II:

Условие выполняется, следовательно выбранная шпонка удовлетворяет крутящему моменту на валу.

10. РАСЧЕТ ШЛИЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ

Независимо от профиля зубьев соединения их расчет производят на смятие.

где средний диаметр и число зубьев;

— рабочая высота и длина поверхности контакта зубьев;

коэффициент неравномерности нагружения зубьев .

Для прямобочного профиля зубьев рабочая высота определяется по формуле:

Для данного шлицевого соединения:

Напряжение будет определяться как:

Условие выполняется, таким образом, подобраное шлицевое соединение выдержит необходимую нагрузку.

11. РАСЧЕТ МУФТЫ УПРУГОЙ ВТУЛОЧНО-ПАЛЬЦЕВОЙ

Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП) отличается простотой конструкции удобством монтажа и демонтажа. Обычно применяется в передачах от электродвигателя. Муфта электроизолирующая. Окружная скорость ограничена 30 м/с. Материал полумуфт — чугун СЧ20, сталь 30, сталь 35Л, материал пальцев не ниже, чем сталь 45. Упругие элементы изготавливают из резины. Нагрузочная способность муфты ограничена стойкостью резиновых элементов.

Вследствие небольшой толщины резиновых втулок муфта обладает малой податливостью, компенсируя незначительные смещения валов. Радиальное и угловое смещения валов снижают долговечность резиновых втулок, нагружая валы дополнительной радиальной изгибающей силой. Муфта широко применяется для соединения машин с электродвигателями при передаче малых и средних вращающих моментов. Она проста в изготовлении. Наружная поверхность полумуфт может использоваться в качестве тормозного барабана. Муфту подбирают по стандарту в диапазоне диаметров валов d=16…150 мм.

Размеры МУВП берутся по справочнику, например :

Подбираем муфту для диаметра 65 мм (Рисунок 4).

Крутящий момент, который она может передавать — М=1000 Нм

Рис. 4 — Муфта упругая втулочно-пальцевая

D=265 мм;

L=245 мм;

d= 65 мм.

Радиальное смещение соединяемых валов: 3,0

Конкретный типоразмер выбирается в зависимости от условий эксплуатации по таблицам согласно зависимости

Кк=1,5 для металлорежущих станков.

Таким образом, подобранная муфта удовлетворяет условиям.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Задачей курсового проекта являлось модернизация привода главного движения станка. Она проводилась с целью обеспечения большего диапазона частот вращения шпинделя.

В ходе курсовой работы был проведен кинематический расчет коробки скоростей, ориентировочный расчет валов, подбор подшипников качения с требуемой грузоподъемностью, подбор муфты упругой втулочно-пальцевой с требуемой передаваемой мощностью. Был произведен проверочный расчет шпоночных и шлицевых соединений на смятие, по которым можно сделать вывод, что выбранные стандартные шпонки и шлицы выдерживают необходимую нагрузку и не требуют корректировки. Был выполнен расчет валов на прочность, рассчитан момент на валах.

В результате проведенных расчетов коробка скоростей была модернизирована в более совершенную.

Движения приводов в ЧПУ

Привод подач — один из основных узлов, характеризующих продуктивность и точность станков с ЧПУ. Он генерирует сигналы управления приводом, обеспечивающих перемещение данной линии движения и позиционирования в установленную координату, огромное смысл имеет улучшение характеристик управления двигателем и цепи управления с учетом кинематической цепи привода.
Усовершенствование ЧПУ позволило увеличить жесткость и точность деталей станка и точности подачи привода. Привод на быстрой скорости перемещения в современных ЧПУ имеет скорость до 50 м/мин, дискретность движений — 1 нм.

Высочайшей производительностью характеризуется тиристорным приводом с невысокой скоростью и высоким крутящим моментом двигателя постоянного тока (Рис. 1). Двигатель имеет большой момент инерции, гарантирует отличные динамические свойства, полученные в результате применения (для возбуждения) больших энергий керамические магниты, выдерживают 10-15 раз в пиковые факторы в отсутствии размагничивания.

Рис. 1. Конструктивная схема высокомоментного двигателя: 1 — повышающая передача (мультипликатор) револьвера; 2 — резольвер; 3 — тахогенератор; 4, 5 — коллекторы; 6 — ротор; 7 — корпус статора; 8 — ферритовыс полюсы; 9 — электромагнитный тормоз

В приводах с высокомоментными двигателями в почти всех вариантах исключена необходимость в редукторе либо существенно упростилась его система, что уменьшило динамическую нагрузку приводного приспособления и ее воздействие на переходные процессы. Производить процесс резания с огромным усилием разрешено лишь в размере 15-20 % от скорости быстрого движения.

Невзирая на все достоинства, например на высочайший крутящий момент двигатели с постоянным током не используется в современных ЧПУ. В большей степени, это связано с наличием коллекторных узлов в системы мотора. Ненадежный и быстро изнашиваемый узел, коллектор приводит к нередкому выходу из строя привода. Поэтому в станках получил большее распространение синхронные электродвигатели. Они имеют неплохие свойства. Ротор такового электродвигателя исполнен из высокоэнергетических магнитов и катушки находятся в неподвижном статоре.
Система привода оси контролируется данной УП, описывает входной сигнал как функцию времени по каждой координате.
Привод слежения владеет как минимум 2 измерителями обратной взаимосвязи скорости (тахогенератор). Привод подачи выбирают с учетом моментов инерции элементов кинематической цепи и нагрузки, нагрузочных моментов (резания и холостого хода), скоростей перемещения и времени переходных процессов (пуска, торможения, реверса).
Даже при низкой точности позиционирование выполняется двумя основными способами:

путем предварительного снижения скорости;

отключением в заданной позиции с последующим реверсом на медленной скорости (рис. 2.).

В первом случае необходимо получение дополнительной команды, что связано в цикловых системах управления с установкой еще одного командного органа. Поэтому в тех случаях, когда перебег за заданную точку допустим, предпочтительнее второй способ.

Рис. 2. Траектория одноступенчатого и многоступенчатого позиционирования: 1 — команда на торможение; 2 — команда на снижение скорости; 3 — команда на остановку; V0, V1, V2 — скорость быстрого хода, промежуточная и ползучая соответственно

Чтобы убавить величину перебега (т. е. путь рабочего тела после получения команды приостановки) применяют способы активного торможения. Примером такого способа является введение между главным (торможение) и 2-ой (выключить) команды установки промежуточной скорости.

При сопоставлении одноступенчатой с двухступенчатой диаграммой (показаны жирными чертами на фиг. 2.) существенно (приблизительно в 3 раза) уменьшается время позиционирования.
Дискретный (шаговый) привод подачи

Системы привода с шаговым двигателем (ШД) делят на категории:
привод шагового мотора, соединенного чрез кинематическую цепь привода;
прямолинейный привод с шаговым двигателем.
Синхронные электрические двигатели — это инновационные высокоскоростные шаговые двигатели. Обмотки в синхронных электрических двигателях возбуждаются при несинусоидальных сигналах, т. е. прямоугольных либо ступенчатых импульсах напряжения с изменяющейся в широком спектре частотой. Поэтапный характер напряжений в фазах ШД приводит к дискретному вращению электромагнитного поля в воздушном зазоре двигателя. В итоге перемещения ротора на невысокой частоте состоит из очередности простых шагов, производимых по апериодическому либо осциллирующему закону. С повышением частоты неравномерность частоты вращения ротора шагового двигателя сглаживается.

Значимым преимуществом технологии линейных прямых приводов считается фактическое отсутствие эффектов эластичности, люфта и трения и вибраций в коробки скоростей. Итогом считается высочайшая динамика и точность перемещения узлов. При использовании измерительной системы и климат контроля такие двигатели имеют все шансы осуществлять перемещения с нанометрической точностью.
Невзирая на все достоинства, привод на базе линейных шаговых двигателей имеет ряд недочетов:
— ограниченная пропускная способность (тяга по 14 кн);
— отсутствие самоторможения при снятии напряжения питания;
— высочайшая стоимость.
Привод вспомогательных механизмов

Привода вспомогательных агрегатов бывают гидравлические, пневматические, электрические.
Гидравлические приводы гарантируют высокую плавность перемещения и большой диапазон скоростей. Гидравлический привод гарантирует защиту системы от перегрузки. К недочетам можно отнести появление наружных утечек жидкости.
В станках с ЧПУ гидравлический привод используют для автоматизации вспомогательных механизмов (головки, инструментальные магазины, машины автоматической загрузки, спутники, устройства, зажимные устройства).
По перемещению выходного звена гидравлические двигатели разделяются на:

  1. цилиндры (поршневые),
  2. ротационные гидравлические двигатели
  3. гидравлические двигатели (с неограниченным вращательным ходом выходного звена).

Роторные гидромоторы применяются для осуществления вращательного перемещения на угол по 270°. Двигатели состоят из корпуса, 2-ух крышек, вала с лезвием, стационарные загородки, уплотнения и крепеж. Вал установлен на 2-ух подшипниках, находящихся в крышках. Эти движки употребляются в индустриальных роботах.

Пневматический привод обеспечивает высокую скорость передаваемого движения приводом, имеют маленькие габариты и очень хорошо защищает привод от перегрузки. В ЧПУ они используется в основном для автоматизации вспомогательных движений в тех вариантах, где перемещение нужно для увеличения производительности.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *