Comment choisir la broche et le moteur d'une machine CNC ?

Chaque machine à sculpter, selon sa méthode de traitement et le traitement des matériaux, possède une broche différente pour réaliser les sculptures, afin de satisfaire le client. Par exemple, les broches des machines à graver le bois ont une puissance de 4,5 kW, 6 kW et 9 kW, celles des machines à graver publicitaires sont généralement de 3 kW, celles des machines à sculpter la pierre de 5,5 kW, et celles des machines laser sont généralement de 80 W, 100 W, 130 W, etc. Cependant, la puissance de l'arbre principal a une petite influence sur le choix de la machine.

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Ensuite, parlons du choix de la puissance de la broche en fonction de quoi :

1. Machine de gravure publicitaire : l'objet à graver est un matériau souple, tel que le PVC, l'acrylique, le panneau de fibres, etc. La puissance de l'arbre principal de la machine de gravure publicitaire se situe donc entre 1,5 kW et 3,0 kW, ce qui permet non seulement d'atteindre l'objectif de gravure, mais aussi de réaliser des économies.

2. Machine à sculpter le bois : la puissance du moteur de broche d’une machine à sculpter le bois peut être choisie en fonction de la dureté du bois travaillé ; elle est généralement comprise entre 2,2 kW et 4,5 kW. La puissance de broche d’un centre d’usinage utilisé pour la fabrication de meubles en panneaux de particules est plus élevée, pouvant atteindre 9 kW, mais cette configuration reste la plus adaptée.

3. Machine à sculpter la pierre : les fabricants de machines à sculpter la pierre utilisent une puissance de broche relativement élevée, généralement autour de 4,5k à 7,5k. À l'inverse, la puissance de broche des machines à sculpter la pierre est plus élevée que celle des machines publicitaires, car le matériau est dur et difficile à sculpter. C'est pourquoi on utilise le plus souvent un moteur de broche de 5,5k ou 5,5k, refroidi par eau.

4. Machine à sculpter les pierres tombales : La puissance de la broche de la machine à sculpter les pierres tombales doit être choisie en fonction de la dureté de la pierre travaillée. Une puissance de 3,0 kW ou 4,5 kW est généralement suffisante pour répondre aux besoins des clients et obtenir des pierres de qualité.

5. Machine à sculpter le jade : Cette machine utilise une broche plus petite. La puissance du moteur est généralement de 2,2 à 3,0 kW.

Choisissez la broche de la machine à graver en fonction de la dureté du matériau, du mode de traitement souhaité et de la taille de la table de traitement. Choisir une broche trop puissante entraînera non seulement du gaspillage, mais aussi une surconsommation d'électricité. À l'inverse, une broche trop faible ne permettra pas d'atteindre les objectifs de traitement. Il est donc préférable de choisir une broche puissante.

Les moteurs d'entraînement des machines CNC, comme les machines d'ouverture et les machines à graver, sont généralement de deux types : les moteurs pas à pas et les servomoteurs. Les fabricants de moteurs chinois, comme Shenzhen Lei Sai, et d'autres acteurs du secteur, les appellent moteurs d'entraînement servo hybrides ; il s'agit en fait d'un moteur pas à pas à boucle fermée avec encodeur.

Bien souvent, la vitesse d'une machine CNC dépend, outre du système de commande, également du type de moteur utilisé : pas à pas ou servomoteur.

Quelles sont donc les différences entre un moteur pas à pas et un servomoteur ? De manière générale, leurs modes de commande diffèrent. Le moteur pas à pas fonctionne en boucle ouverte, tandis que le servomoteur avec codeur fonctionne en boucle fermée.

1. Précision du contrôle. La précision d'un moteur pas à pas dépend de son nombre de phases et de sa fréquence de battement. Plus ces valeurs sont élevées, plus la précision est grande. La précision d'un servomoteur est déterminée par son codeur ; plus la valeur de ce dernier est élevée, plus la précision est grande.

2. Caractéristiques à basse fréquence. En général, des vibrations à basse fréquence se produisent facilement lorsque le moteur pas à pas fonctionne à basse vitesse ; c’est pourquoi on utilise généralement des techniques d’amortissement ou la subdivision du circuit de commande pour résoudre ce problème. Cependant, le servomoteur fonctionne de manière très fluide et ne vibre pas, même à basse vitesse.

3. Caractéristiques de couple en fonction de la fréquence. Le couple de sortie d'un moteur pas à pas diminue avec l'augmentation de la vitesse ; autrement dit, plus la vitesse du moteur est élevée, plus la force de sortie est faible. Un servomoteur à courant alternatif fournit un couple constant, dont l'intensité ne varie pas avec la vitesse.

4. Capacité de surcharge. Les moteurs pas à pas ne possèdent généralement pas de capacité de surcharge, c'est-à-dire qu'il ne faut pas dépasser la plage de sortie, sous peine de griller le moteur. En revanche, les servomoteurs à courant alternatif ont une forte capacité de surcharge, peuvent augmenter la sortie, l'encodeur s'ajuste automatiquement et le moteur ne risque pas d'être endommagé par une surcharge.

5. Performances. En mode de commande de moteur pas à pas en boucle ouverte, une fréquence de démarrage trop élevée ou une charge trop importante peuvent entraîner des pertes de pas, voire une surchauffe. Lors d'un arrêt à haute vitesse, un phénomène de dépassement apparaît facilement. En revanche, le système d'entraînement servo AC en boucle fermée transmet directement le signal de retour et d'échantillonnage de l'encodeur du moteur, évitant ainsi les pertes de pas et les dépassements de vitesse, pour des performances de contrôle plus fiables.

6. Performances de réponse en vitesse. Le moteur pas à pas met des centaines de secondes pour passer du démarrage statique au fonctionnement et atteindre la vitesse requise, tandis que les performances d'accélération du système servo AC sont relativement bonnes, généralement en quelques secondes seulement. Il est donc généralement utilisé dans les applications nécessitant un contrôle de démarrage-arrêt rapide ou sur des machines de haute vitesse.