Làm thế nào để chọn động cơ bước cho máy CNC?
Tại sao việc lựa chọn động cơ bước phù hợp lại quan trọng
Khả năng hoạt động trơn tru và chính xác của máy CNC phụ thuộc vào lựa chọn động cơ bước. Động cơ điều khiển chuyển động của các bộ phận và bất kỳ sự không khớp nào cũng có thể dẫn đến lỗi định vị hoặc kết quả kém chất lượng. Động cơ quá yếu có thể trượt, gây ra các vết cắt không thẳng hàng và các vấn đề về cơ học.
Các tác vụ CNC khác nhau yêu cầu mức mô-men xoắn cụ thể. Sử dụng động cơ có mô-men xoắn không đủ có thể khiến máy không xử lý được các bộ phận nặng hơn hoặc duy trì tốc độ. Mặt khác, động cơ quá công suất có thể lãng phí năng lượng và làm tăng chi phí vận hành, làm giảm hiệu quả. Việc tìm ra sự cân bằng phù hợp đảm bảo hiệu suất mượt mà mà không tiêu thụ quá nhiều điện năng.
Người ta cũng chỉ ra rằng việc lựa chọn một động cơ phù hợp sẽ đảm bảo tính bền vững của máy móc của bạn trong thời gian dài. Một động cơ có hiệu suất thấp có thể bị mòn nhanh hơn, đòi hỏi phải sửa chữa thường xuyên hơn. Bạn có thể tiết kiệm thời gian và tiền bạc bằng cách sử dụng một động cơ được lựa chọn tốt, đồng thời cũng giảm thiểu chi phí bảo trì và thời gian ngừng hoạt động. Bạn sẽ không gặp phải những vấn đề này và Máy cnc sẽ chạy trơn tru nếu bạn chọn đúng động cơ cho nó.
Các loại động cơ bước được sử dụng trong máy CNC
Máy CNC sử dụng nhiều loại động cơ bước, mỗi loại có các đặc điểm riêng phù hợp với mục đích cụ thể. Động cơ bước đơn cực, lưỡng cực và lai là 3 loại phổ biến nhất. Việc lựa chọn loại phù hợp với bạn sẽ dễ dàng hơn Ứng dụng CNC khi bạn nhận thức được sự khác biệt của chúng.
Động cơ bước đơn cực
Động cơ đơn cực có cấu trúc dây dẫn đơn giản hơn với một vòi trung tâm trên mỗi cuộn dây, giúp chúng dễ điều khiển. Chúng sử dụng ít linh kiện điện tử hơn, giúp giảm chi phí. Tuy nhiên, chúng tạo ra ít mô-men xoắn hơn so với các loại động cơ bước khác. Những động cơ này lý tưởng cho các ứng dụng CNC công suất thấp, chẳng hạn như khắc laser hoặc công việc nhẹ 3D in ấn.
Động cơ bước lưỡng cực
Động cơ bước lưỡng cực cung cấp mô-men xoắn cao hơn bằng cách sử dụng toàn bộ cuộn dây của mỗi cuộn dây. Chúng đòi hỏi hệ thống dây điện và điều khiển phức tạp hơn nhưng hiệu quả hơn trong việc cung cấp năng lượng. Động cơ lưỡng cực rất phù hợp cho các nhiệm vụ đòi hỏi nhiều sức mạnh hơn, chẳng hạn như phay, khoan hoặc khắc kim loại. Chúng là lựa chọn phổ biến cho các máy CNC tầm trung cần chuyển động đáng tin cậy và chính xác.
Động cơ bước lai
Động cơ bước lai kết hợp những khía cạnh tốt nhất của thiết kế lưỡng cực và đơn cực để tạo ra mô-men xoắn và độ chính xác đặc biệt. Chúng là lựa chọn thay thế được lựa chọn nhiều nhất cho máy CNC vì hiệu suất vượt trội của chúng đối với các nhiệm vụ khó. Động cơ lai được sử dụng trong các ứng dụng cần độ chính xác, chẳng hạn như phay chính xác, 3D chạm khắc và cắt tốc độ cao. Do khả năng thích ứng và hoạt động liền mạch, những động cơ này là lựa chọn tuyệt vời nhất cho cả chuyên gia và người đam mê.
Làm thế nào để chọn động cơ bước cho máy CNC?
Chọn đúng động cơ bước cho máy CNC của bạn đảm bảo hiệu suất mượt mà và chính xác. Động cơ bước cung cấp mô-men xoắn cần thiết để di chuyển các bộ phận một cách chính xác. Chọn đúng động cơ dựa trên yêu cầu mô-men xoắn của máy giúp tránh các sự cố sau này. Thực hiện theo các bước sau để đưa ra lựa chọn đúng đắn.
Bước 1: Lựa chọn mô-men xoắn của động cơ bước
Mô-men xoắn giữ của động cơ bước tương tự như cái mà động cơ thông thường gọi là "công suất". Tất nhiên, có những khác biệt cơ bản. Cấu trúc vật lý của động cơ bước hoàn toàn khác với động cơ AC và DC, và công suất đầu ra của động cơ là thay đổi.
Người ta thường chọn loại động cơ nào theo mô men xoắn yêu cầu (tức là mô men xoắn của vật cần dẫn động)?
Theo nguyên tắc, nếu mô men xoắn không vượt quá 0.8Nm, thì nên cân nhắc lựa chọn giữa 20, 28, 35, 39, 42 (đường kính hoặc độ vuông của thân động cơ, đơn vị: mm). Nếu mô men xoắn xấp xỉ 1N.m, thì nên ưu tiên động cơ loại 57. Khi mô men xoắn khá nhiều Nm hoặc thậm chí cao hơn, nên sử dụng động cơ bước có thông số kỹ thuật 86, 110, 130, v.v.
Bước 2: Lựa chọn tốc độ động cơ bước
Ngoài các thông số trên, cũng cần xác định yêu cầu về tốc độ động cơ. Điều này là do khi tốc độ tăng, mô-men xoắn đầu ra của động cơ giảm. Do đó, tốc độ thấp (vài trăm vòng/phút hoặc thấp hơn) cho phép tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn, trong khi tốc độ cao (1000 vòng/phút đến 9000 vòng/phút) không cho phép tạo ra nhiều mô-men xoắn đầu ra. Đương nhiên, một số ứng dụng yêu cầu ngưỡng tốc độ cao cho động cơ, do đó, các thông số khác của động cơ bước, chẳng hạn như điện trở cuộn dây và độ tự cảm cũng cần được kiểm tra.
Để đo. Chọn động cơ có độ tự cảm nhỏ hơn một chút, vì là động cơ tốc độ cao, bạn có thể có mô-men xoắn đầu ra lớn hơn. Ngược lại, khi cần tốc độ thấp và mô-men xoắn cao, tốt hơn nên chọn độ tự cảm lớn hơn mười hoặc hàng chục mH và điện trở lớn hơn.
Bước 3: Lựa chọn tần số khởi động không tải
Tần số khởi động không tải của động cơ bước thường được gọi là "tần số khởi động không tải". Đây là một chỉ số quan trọng để lựa chọn động cơ. Nếu cần khởi động và dừng thường xuyên trong tích tắc và tốc độ khoảng 1000 vòng/phút (hoặc cao hơn), thường cần "khởi động tăng tốc".
Nếu cần khởi động trực tiếp để đạt được hoạt động tốc độ cao, tốt nhất là chọn động cơ nam châm phản ứng hoặc nam châm vĩnh cửu. "Tần số chạy không tải" của các động cơ này tương đối cao.
Bước 4: Chọn số pha
Việc lựa chọn số pha của động cơ bước, nội dung này, nhiều khách hàng ít chú ý đến nó, và hầu hết trong số họ mua nó một cách tùy tiện. Động cơ có số pha khác nhau có hiệu ứng làm việc khác nhau. Số pha càng nhiều, góc bước càng nhỏ và độ rung trong quá trình làm việc tương đối
nhỏ hơn. Trong hầu hết các trường hợp, động cơ 2 pha được sử dụng nhiều hơn. Trong môi trường làm việc có tốc độ cao và mô-men xoắn cao, việc lựa chọn động cơ bước 3 pha thực tế hơn.
Bước 5: Sử dụng Môi trường để Chọn
Chọn động cơ bước chuyên dụng theo môi trường sử dụng động cơ bước, có thể chống nước, chống dầu, có thể sử dụng trong một số trường hợp đặc biệt. Ví dụ, robot dưới nước cần động cơ nước. Đối với động cơ chuyên dụng, cần phải lựa chọn theo cách có mục tiêu.
Bước 6: Thông số kỹ thuật đặc biệt (nếu cần)
Đối với động cơ bước có thông số kỹ thuật đặc biệt, vui lòng liên hệ với chúng tôi và xử lý và đặt hàng trong phạm vi công nghệ cho phép. Ví dụ, đường kính, chiều dài, hướng kéo dài, v.v. của trục đầu ra.
Bước 7: Nếu cần thiết, tốt nhất là nên trao đổi và xác nhận thêm về mẫu máy với Kỹ sư kỹ thuật của Nhà sản xuất
Nếu cần, tốt nhất bạn nên trao đổi thêm với kỹ sư kỹ thuật của nhà sản xuất để xác nhận xem động cơ bước bạn muốn chọn có đáp ứng được mọi chỉ số bạn yêu cầu hay không.
Mẹo để đưa ra lựa chọn đúng đắn cho máy CNC của bạn
Việc lựa chọn động cơ bước phù hợp có thể ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ, độ chính xác và hiệu suất của nó. Đây là danh sách những điều quan trọng cần cân nhắc trước khi lựa chọn.
• Xác định yêu cầu mô-men xoắn: Biết máy của bạn cần lực bao nhiêu để di chuyển trơn tru. Chọn động cơ có mô-men xoắn giữ đủ để tránh trượt hoặc bỏ sót bước.
• Phù hợp kích thước động cơ với ứng dụng của bạn: Sử dụng động cơ nhỏ hơn (ví dụ: NEMA 17 hoặc NEMA 23) cho các tác vụ nhẹ như khắc. Đối với khối lượng công việc nặng, hãy sử dụng động cơ lớn hơn (ví dụ: NEMA 8 hoặc NEMA 34).
• Tốc độ cân bằng và độ chính xác: Chọn động cơ dựa trên mức độ ưu tiên của nhiệm vụ của bạn—tốc độ hay độ chính xác. Đối với việc khắc hoặc cắt chi tiết, độ chính xác quan trọng hơn tốc độ cao.
• Đảm bảo khả năng tương thích với trình điều khiển và bộ điều khiển: Xác minh rằng động cơ của bạn phù hợp với điện áp và định mức dòng điện của trình điều khiển. Các thành phần không phù hợp có thể gây ra sự mất ổn định hoặc hỏng hóc của hệ thống.
• Xem xét môi trường hoạt động: Nếu máy của bạn hoạt động ở những nơi nhiều bụi hoặc nóng, hãy chọn động cơ có tính năng bảo vệ. Một số động cơ được thiết kế để chịu được điều kiện khắc nghiệt tốt hơn những động cơ khác.
• Kế hoạch mở rộng trong tương lai: Hãy suy nghĩ trước nếu bạn có ý định nâng cấp máy của mình. Việc lựa chọn động cơ có công suất lớn hơn ngay từ bây giờ có thể giúp bạn tiết kiệm tiền thay thế sau này.
