วิธีการเลือกแกนหมุนและมอเตอร์สำหรับเครื่อง CNC?

เครื่องแกะสลักแต่ละชนิดมีแกนหมุนที่แตกต่างกันไปตามวิธีการประมวลผลและวัสดุที่ใช้ในการแกะสลัก เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ลูกค้าพึงพอใจ ตัวอย่างเช่น แกนหมุน ของเครื่องแกะสลักไม้ มีกำลัง 4.5 กิโลวัตต์ 6 กิโลวัตต์ และ 9 กิโลวัตต์ แกนหมุนของเครื่องแกะสลักโฆษณาโดยทั่วไปมีกำลัง 3 กิโลวัตต์ แกนหมุนของเครื่องแกะสลักหินมีกำลัง 5.5 กิโลวัตต์ และเครื่องเลเซอร์โดยทั่วไปมีกำลัง 80 วัตต์ 100 วัตต์ และ 130 วัตต์ เป็นต้น แต่กำลังของแกนหมุนหลักนั้นมีความสำคัญมาก ควรเลือกอย่างไร?

ขณะนี้เรากำลังมองหาตัวแทนจำหน่ายทั่วโลก

++

ต่อไป เรามาพูดถึงการเลือกกำลังของแกนหมุนตามเกณฑ์ต่างๆ กัน:

1. เครื่องแกะสลักโฆษณา: วัสดุที่แกะสลักมักเป็นวัสดุอ่อน เช่น PVC, อะคริลิก, แผ่นใยไม้อัด เป็นต้น ดังนั้นกำลังของเพลาหลักของเครื่องแกะสลักโฆษณาจึงอยู่ระหว่าง 1.5kW ถึง 3.0kW ซึ่งไม่เพียงแต่จะช่วยให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการแกะสลักเท่านั้น แต่ยังช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายอีกด้วย

2. เครื่องแกะสลักไม้: มอเตอร์แกนหมุนของเครื่องแกะสลักไม้สามารถเลือกได้ตามความแข็งของไม้ที่แปรรูป โดยทั่วไปกำลังไฟจะอยู่ที่ประมาณ 2.2KW-4.5KW กำลังของแกนหมุนของเครื่องจักรศูนย์กลางการประมวลผลที่ใช้สำหรับเฟอร์นิเจอร์ไม้กระดานจะมีขนาดใหญ่กว่า โดยอาจสูงถึง 9KW แต่การจัดวางแบบนี้ก็ถือว่าเหมาะสมที่สุดเช่นกัน

3. เครื่องแกะสลักหิน: ผู้ผลิตเครื่องแกะสลักหินมักใช้กำลังมอเตอร์แกนหมุนค่อนข้างสูง โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 4.5k ถึง 7.5k ในทางตรงกันข้าม กำลังมอเตอร์แกนหมุนของเครื่องแกะสลักหินกับเครื่องแกะสลักทั่วไปนั้นแตกต่างกัน เนื่องจากวัสดุมีความแข็งและแกะสลักได้ยาก ดังนั้นมอเตอร์แกนหมุนที่ใช้กันทั่วไปจึงมีกำลัง 5.5k หรือมากกว่า และใช้ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ

4. เครื่องแกะสลักหินหลุมศพ: กำลังของแกนหมุนของเครื่องแกะสลักหินหลุมศพควรเลือกให้เหมาะสมกับความแข็งของวัสดุหินที่นำมาแกะสลัก โดยทั่วไปกำลังไฟฟ้าจะอยู่ที่ 3.0 กิโลวัตต์ หรือ 4.5 กิโลวัตต์ ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของลูกค้าและแกะสลักชิ้นงานได้อย่างน่าพอใจ

5. เครื่องแกะสลักหยก: เครื่องแกะสลักหยกใช้แกนหมุนขนาดเล็กกว่า กำลังมอเตอร์โดยทั่วไปอยู่ที่ 2.2k-3.0kW

ควรเลือกแกนหมุนของเครื่องแกะสลักตามความแข็งของวัสดุ วิธีการประมวลผลที่ต้องการ และขนาดของโต๊ะทำงาน หากเลือกแกนหมุนที่มีกำลังสูงเกินไป นอกจากจะทำให้สิ้นเปลืองพลังงานแล้ว ยังไม่ประหยัดพลังงานอีกด้วย และหากกำลังต่ำเกินไป ก็จะไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการประมวลผลได้ ดังนั้นควรเลือกแกนหมุนที่มีกำลังเหมาะสม

มอเตอร์ขับเคลื่อนสำหรับเครื่องจักร CNC เช่น เครื่องเปิด เครื่องแกะสลัก มักใช้สองประเภท คือ มอเตอร์สเต็ปเปอร์ และมอเตอร์เซอร์โว โดยผู้ผลิตมอเตอร์ในประเทศจีนอย่างเซินเจิ้น เล่ย ไซ และผู้ผลิตนอกประเทศเรียกมอเตอร์ขับเคลื่อนเซอร์โวแบบไฮบริดว่า มอเตอร์สเต็ปเปอร์แบบวงปิดที่มีตัวเข้ารหัส (encoder)

หลายครั้งความเร็วของเครื่อง CNC นอกจากระบบควบคุมแล้ว ยังขึ้นอยู่กับการใช้มอเตอร์ว่าเป็นมอเตอร์สเต็ปเปอร์หรือมอเตอร์เซอร์โวด้วย

แล้วอะไรคือความแตกต่างระหว่างมอเตอร์สเต็ปเปอร์และมอเตอร์เซอร์โว? โดยทั่วไปแล้ว โหมดการควบคุมมอเตอร์ทั้งสองแบบนั้นแตกต่างกัน มอเตอร์สเต็ปเปอร์ถูกขับเคลื่อนด้วยการควบคุมแบบวงเปิด ในขณะที่มอเตอร์เซอร์โวที่มีตัวเข้ารหัสถูกขับเคลื่อนด้วยการควบคุมแบบวงปิด

1. ความแม่นยำในการควบคุม ความแม่นยำของมอเตอร์สเต็ปปิ้งขึ้นอยู่กับจำนวนเฟสและจำนวนจังหวะของมอเตอร์ ยิ่งจำนวนเฟสและจำนวนจังหวะสูง ความแม่นยำก็จะยิ่งสูงขึ้น ส่วนความแม่นยำของมอเตอร์เซอร์โวนั้นได้มาจากตัวเข้ารหัส (encoder) ยิ่งค่าสเกลของตัวเข้ารหัสสูง ความแม่นยำก็จะยิ่งสูงขึ้น

2. คุณลักษณะความถี่ต่ำ โดยทั่วไป การสั่นสะเทือนความถี่ต่ำมักเกิดขึ้นได้ง่ายเมื่อมอเตอร์สเต็ปเปอร์ทำงานที่ความเร็วต่ำ ดังนั้นจึงมักใช้เทคโนโลยีการลดแรงสั่นสะเทือนหรือการแบ่งส่วนไดรเวอร์เพื่อแก้ปัญหาการสั่นสะเทือนความถี่ต่ำ อย่างไรก็ตาม มอเตอร์เซอร์โวทำงานได้อย่างราบรื่นมากและจะไม่สั่นสะเทือนแม้ที่ความเร็วต่ำ

3. ลักษณะความถี่ของแรงบิด แรงบิดเอาต์พุตของมอเตอร์สเต็ปปิ้งจะลดลงเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น กล่าวคือ ยิ่งความเร็วของมอเตอร์สูง แรงบิดเอาต์พุตของมอเตอร์ก็จะยิ่งน้อยลง ในขณะที่มอเตอร์เซอร์โว AC จะให้แรงบิดคงที่และจะไม่เปลี่ยนแปลงความเข้มเนื่องจากความเร็ว

4. ความสามารถในการรับภาระเกินพิกัด โดยทั่วไปแล้วมอเตอร์สเต็ปปิ้งไม่มีความสามารถในการรับภาระเกินพิกัด กล่าวคือ ห้ามใช้งานเกินช่วงกำลังเอาต์พุต มิฉะนั้นอาจทำให้มอเตอร์ไหม้ได้ง่าย ในขณะที่มอเตอร์เซอร์โว AC มีความสามารถในการรับภาระเกินพิกัดสูง สามารถเพิ่มกำลังเอาต์พุตได้ ตัวเข้ารหัสจะปรับโดยอัตโนมัติ และจะไม่ทำให้มอเตอร์เสียหายเนื่องจากการรับภาระเกินพิกัด

5. ประสิทธิภาพ โหมดควบคุมมอเตอร์สเต็ปเปอร์สำหรับการควบคุมแบบวงเปิด ความถี่เริ่มต้นสูงเกินไปหรือการเปลี่ยนแปลงโหลดมากเกินไปมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการหลุดจังหวะ หรือแม้แต่ปรากฏการณ์ไหม้ เมื่อหยุดการทำงานด้วยความเร็วสูงก็อาจเกิดปรากฏการณ์โอเวอร์ชูตได้ง่าย ในขณะที่ระบบขับเคลื่อนเซอร์โวมอเตอร์แบบวงปิดจะส่งสัญญาณป้อนกลับและสุ่มตัวอย่างไปยังตัวเข้ารหัสของมอเตอร์โดยตรง โดยทั่วไปแล้วจะไม่เกิดปรากฏการณ์มอเตอร์สเต็ปเปอร์หลุดจังหวะหรือความเร็วเกินได้ง่าย ทำให้ประสิทธิภาพการควบคุมน่าเชื่อถือมากขึ้น

6. ประสิทธิภาพการตอบสนองความเร็ว มอเตอร์สเต็ปปิ้งสามารถเร่งความเร็วจากจุดเริ่มต้นหยุดนิ่งไปจนถึงความเร็วที่ต้องการได้ภายในเวลาหลายร้อยวินาที ในขณะที่ระบบเซอร์โวมอเตอร์แบบ AC มีประสิทธิภาพการเร่งความเร็วที่ดีพอสมควร โดยทั่วไปใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาที ดังนั้นจึงมักใช้ในเครื่องจักรที่ต้องการควบคุมการเริ่ม-หยุดอย่างรวดเร็ว หรือเครื่องจักรที่มีความเร็วสูงกว่านั้น