В корзине 0

095-17-19-120

066-27-44-509

с 900 до 1800, Вс выходной

КАТАЛОГ ТОВАРОВ

Разработано Ext-Joom.com

Шаговый двигатель, или сервопривод?

В приводах подач современных станков с ЧПУ обеспечивающих перемещения рабочих органов станка, на сегодняшний день применяются в основном шаговые двигатели либо сервоприводы. Ниже приведены сравнения, для определения, станок, с каким типом приводов вам подходит:

Шаговый двигатель: Серводвигатель:

Надежность

Шаговые двигатели отличаются высокой надежностью, так как в их конструкции отсутствуют изнашивающиеся детали. Рабочий ресурс двигателя зависит только от ресурса примененных в нем подшипников. Неоспоримым доказательством высокой надежности шаговых двигателей является тот факт, что при конструировании приводов необслуживаемых космических аппаратов, в большинстве случаев отдают предпочтение шаговым двигателям.

Большинство современных бесколлекторных сервоприводов от известных производителей (Mitsubishi, Siemens, Omron …) отличаются высокой надежностью, порой сравнимой с надежностью шаговых двигателей, даже не смотря на значительно более сложное устройство сервопривода.

Имеются более простые модели сервоприводов - коллекторной конструкции (со щетками).

Применение коллекторного узла естественно снижает надежность сервоприводов данного типа. Но их пониженная надежность и необходимость периодического обслуживания в полной мере компенсируется более низкой стоимостью.

Эффект потери шагов

Всем шаговым двигателям присуще свойство потери шагов. Данный эффект проявляется в некотором неконтролируемом смещении траектории перемещения инструмента, от необходимой траектории. При изготовлении простых деталей, имеющих малую длину траектории перемещения инструмента и при невысоких требованиях к изделию, в большинстве случаем данным эффектом можно пренебречь. Но при обработке сложных изделий (пресс-формы, резьба и т.п.) где длина траектории может достигать километров! данный эффект в большинстве случаев будет приводить к неисправимому браку.

Данный эффект проявляется при выходе за допустимые характеристики двигателя, при неправильном управлении двигателем, а также при "проблемах" с механикой. Применение современных технологий управления шаговыми двигателями, с применением современной электроники, позволяет полностью устранить данный эффект.

Эффект потери шагов у сервоприводов полностью отсутствует.

Потому, что в каждом сервоприводе имеется датчик положения (энкодер), который постоянно отслеживает положение ротора двигателя и при необходимости выдает команды коррекции положения, на основании которых управляющая электроника, проанализировав данные, полученные с энкодера, вырабатывает необходимые сигналы управления на двигатель.

Данный механизм называется обратной связью.

Скорость перемещения

При использовании шаговых двигателей в приводах подач станков с ЧПУ можно добиться скорости 150-300 мм/сек (бывает и больше, но это уже "экзотика"). При максимальных скоростях и при превышении допустимой нагрузки возможно проявление эффекта потери шагов.

Приводы подач станков с ЧПУ на основе серводвигателей позволяют достигать высоких скоростей. Скорость холостого перемещения 0.5-1 м/c является нормальным явлением для сервоприводов.

Динамическая точность – максимальное отклонение реальной траектории перемещения инструмента от запрограммированной 

Динамическая точность является определяющей характеристикой при обработке сложно-контурных изделий (пресс-формы, резьба и т.п.). Шаговые двигатели отличаются высокой динамической точностью, которая является следствием принципов работы шагового двигателя. Обычно, на хорошей механике, рассогласование не превышает 20мкм (1 мкм = 0.001 мм)

Высококачественные сервоприводы имеют высокую динамическую точность до 1-2мкм и выше! (1 мкм = 0.001 мм). Для получения высокой динамической точности необходимо применять сервоприводы, предназначенные для контурного управления, которые точно отрабатывают заданную траекторию. Также существуют сервоприводы для позиционного управления.

Приводы данного типа не предназначены для точной отработки траектории, от них требуется только точное попадание в конечную точку. Поэтому применение в станках с ЧПУ сервоприводов данного типа приводит к большим динамическим погрешностям. В таком случае погрешность воспроизведения заданного контура может достигать 0.3-1 мм, что приводит к эффекту "поклёванности" обработанной поверхности и искажению его формы.

Более низкое качество обработки при применении позиционных сервоприводов в некоторых случаях компенсируется их более низкой стоимостью.

Стоимость

В шаговых двигателях применяются дорогостоящие редкоземельные магниты, а также, ротор и статор изготавливаются с прецизионной точностью, и поэтому по сравнению с общепромышленными электродвигателями шаговые двигатели имеют более высокую стоимость.

Применение дорогостоящего датчика положения ротора, а также применение достаточно сложного блока управления обуславливает значительно более высокую стоимость, чем у шагового двигателя.

Ремонтопригодность

У шагового двигателя может выйти из строя только обмотка статора, а её замену может произвести только производитель двигателя, так как если двигатель даже только разобрать-собрать он уже не будет работать!

Потому, что при разборке двигателя происходит разрыв магнитных цепей внутри двигателя и по этому происходит размагничивание магнитов. Поэтому после сборки двигателя требуется намагничивание внутренних магнитов на специальной установке.

Поврежденный серводвигатель в большинстве случаев проще заменить, чем ремонтировать. Ремонту в основном подвергают только мощные двигатели, имеющие весьма высокую стоимость.

Столкновение с препятствием

Столкновение подвижных узлов станка с препятствием, в результате которого происходит остановка шагового двигателя, не взывает у него каких-либо повреждений.

В станке на базе сервоприводов, при столкновении подвижных узлов с препятствием, управляющая электроника определяет, что произошло повышение нагрузки и для компенсации повышенной нагрузки повышает уровень тока, подаваемый на двигатель.

При полной принудительной остановке на серводвигатель подается максимальный ток. Поэтому, если управляющая электроника не отслеживает подобную ситуацию, то возможно сгорание двигателя.

Преимущества

Высокая надежность 

· Низкие требования к обслуживанию и к обслуживающему персоналу 

· Относительно низкая цена 

· Высокая динамическая точность

Высокие динамические характеристики 

· Отсутствие эффекта потери шагов 

· Высокая перегрузочная способность

Недостатки

Падение крутящего момента на высокой скорости 

· Низкая ремонтопригодность 

· Возможность эффекта потери шагов

Высокая цена 

· Более сложное устройство 

· Повышенные требования к обслуживающему персоналу 

· Низкая ремонтопригодность 

· Требуется более бережное отношение к двигателю

| Статьи | http://vs-cnc.com.ua/media/system/images/new.png | Сравнение шагового двигателя и сервопривода | Hello шаговый, двигатель, серводвигатель, ЧПУ, ШД, драйвер, станки