Как выбрать шпиндель и двигатель для станка с ЧПУ?

Для каждого гравировального станка, в зависимости от метода обработки и обрабатываемых материалов, требуется разный шпиндель для выполнения скульптурных работ, чтобы в конечном итоге удовлетворить клиента качеством продукции. Например, шпиндель для деревообрабатывающих гравировальных станков бывает мощностью 4,5 кВт, 6 кВт и 9 кВт, шпиндель для рекламного гравировального станка обычно имеет мощность 3 кВт, шпиндель для станков для резьбы по камню — 5,5 кВт, а для лазерных станков — 80 Вт, 100 Вт, 130 Вт и т.д., но мощность главного вала может быть небольшой. Как же выбрать подходящую мощность?

В настоящее время мы ищем глобальных дистрибьюторов.

++

Далее поговорим о выборе мощности шпинделя в зависимости от того, в чём именно он зависит:

1. Гравировальный станок для рекламы: объектом гравировки является мягкий материал, такой как ПВХ, акрил, ДСП и т. д., поэтому мощность главного вала гравировального станка для рекламы составляет от 1,5 до 3,0 кВт, что позволяет не только выполнить задачу гравировки, но и сэкономить средства.

2. Деревообрабатывающий резной станок: мощность шпиндельного двигателя деревообрабатывающего резного станка может быть выбрана в зависимости от твердости обрабатываемой древесины, обычно она составляет около 2,2–4,5 кВт. Мощность шпиндельного двигателя обрабатывающего центра, используемого для производства мебели из древесных плит, будет выше, достигая 9 кВт, но такое сочетание также является наиболее рациональным.

3. Станки для резьбы по камню: производители станков для резьбы по камню используют относительно высокую мощность шпинделя, обычно около 4,5–7,5 кВт. Однако для станков для резьбы по камню и рекламных машин мощность шпинделя, наоборот, слишком высока, поскольку обрабатываемый материал твердый и его трудно обрабатывать. Поэтому чаще всего используются шпиндельные двигатели мощностью 5,5 кВт с водяным охлаждением.

4. Станок для резьбы по надгробиям: Мощность шпинделя станка для резьбы по надгробиям также следует выбирать в зависимости от твердости обрабатываемого каменного материала. Обычно выбирают мощность 3,0 кВт, 4,5 кВт, которая может удовлетворить потребности заказчика и обеспечить получение качественных изделий.

5. Станок для резьбы по нефриту: В станке для резьбы по нефриту используется шпиндель меньшего диаметра. Мощность двигателя обычно составляет 2,2–3,0 кВт.

При выборе шпинделя для гравировального станка учитывайте твердость материала, необходимый способ обработки и размер обрабатываемого стола. Выбор мощного шпинделя приведет не только к потерям, но и к неэкономии электроэнергии, а слишком маломощный шпиндель не обеспечит требуемой производительности, поэтому выбирайте более мощный.

В станках с ЧПУ, таких как перфораторы и гравировальные станки, обычно используются два типа приводных двигателей: шаговые двигатели и серводвигатели. Отечественные производители двигателей, такие как компания Lei Sai из Шэньчжэня, называют гибридными сервоприводными двигателями, которые на самом деле представляют собой шаговый двигатель с замкнутым контуром управления и энкодером.

Часто скорость станка с ЧПУ, помимо системы управления, также зависит от используемого двигателя: шагового или сервопривода.

В чем же разница между шаговым двигателем и серводвигателем? В общем, режимы управления этими двумя двигателями различаются. Шаговый двигатель управляется с помощью разомкнутой системы управления, а серводвигатель с энкодером — с помощью замкнутой системы управления.

1. Точность управления. Точность шагового двигателя зависит от количества фаз и количества биений. Чем больше количество фаз и количество биений, тем выше точность. Точность серводвигателя определяется энкодером, и чем больше значение шкалы энкодера, тем выше точность.

2. Низкочастотные характеристики. Как правило, низкочастотная вибрация легко возникает при работе шагового двигателя на низкой скорости, поэтому для решения проблемы низкочастотной вибрации обычно используются демпфирующие технологии или деление драйвера. Однако серводвигатель работает очень плавно и не вибрирует даже на низкой скорости.

3. Частотные характеристики момента. Выходной крутящий момент шагового двигателя уменьшается с увеличением скорости, то есть чем выше скорость двигателя, тем меньше будет выходная сила двигателя. Серводвигатель переменного тока выдает постоянный крутящий момент, и его интенсивность не изменяется в зависимости от скорости.

4. Перегрузочная способность. Шаговые двигатели, как правило, не обладают перегрузочной способностью, то есть не следует выходить за пределы допустимого диапазона выходной мощности, иначе легко может произойти перегорание двигателя. В то же время серводвигатели переменного тока обладают высокой перегрузочной способностью, могут увеличивать выходную мощность, энкодер автоматически регулирует ее, и перегрузка не приводит к повреждению двигателя.

5. Производительность. В режиме управления шаговым двигателем с разомкнутым контуром управления частота запуска слишком высока или шаг нагрузки слишком часто приводит к сбоям, что исключает даже перегорание, а при остановке на высоких скоростях легко возникает перерегулирование. В системе управления сервоприводом переменного тока с замкнутым контуром управления привод двигателя напрямую получает сигнал обратной связи от энкодера двигателя и производит выборку, что, как правило, исключает потерю шага шагового двигателя или перерегулирование скорости, обеспечивая более надежное управление.

6. Характеристики быстродействия. Шаговый двигатель от статического пуска до начала работы разгоняется до требуемой скорости за сотни секунд, в то время как характеристики ускорения сервосистемы переменного тока относительно хороши, обычно всего несколько секунд, поэтому она, как правило, используется в случаях, когда требуется быстрое управление пуском-остановкой, или в машинах более высокого класса.