В качестве электропривода для рабочего стола и исполнительных суппортов фрезерных станков, установок для термической обработки материалов используются шаговые двигатели или сервоприводы. Электромеханические преобразователи отличаются друг от друга, имеют свои преимущества и недостатки, предназначение.
Шаговый двигатель
Синхронный трехфазный механизм. Вращающаяся часть этого бесщеточного двигателя совершает прерывистые шаги нужной величины с фиксированной позицией ротора в завершении каждого перемещения. Встроенное устройство двигателя, выполняющее функции контроля, подает сигналы на куски проводника, зафиксированные в кольцах корпуса. После этого контроллер четко следит за попеременным включением обмотки.
В процессе работы электрический агрегат преобразует контролирующие сигналы в перемещение вала на определенный угол, фиксирует его в заданном положении. Объединяя в себе мотор и аппарат обратной связи позиционера, синхронный бесщеточный электродвигатель является идеальной электромеханической системой для промышленного оборудования. Кроме этого, привод используется в станках с числовым программным управлением, для разработки автоматизированных технических систем.
Сервопривод
Электромеханическая система, которая приводит в движение действующие механизмы, приводит вал к заданному положению, поддерживает скорость вращения рабочих машин. Привод работает в паре со специальной платой. Для управления серводрайвером используется ШИМ-сигнал. Частота следования импульсов сигнала STEP определяет градус вращения вала двигателя. А при помощи сигнала Dir задается определенное вращение мотора.
Сервоприводы созданы на принципиальной схеме следящей системы. При помощи автоматического контроля аппарата, в случае неправильной работы подаются сигналы на отработку. Импульсы поступают до тех пор, пока заданная скорость или положение вала не нормализуется. В качестве тахогенераторов в сервоприводах встроены абсолютные и относительные преобразователи угловых перемещений разных типов и конструкций. Такие приводы отличаются сложной системой подключения и управления.
Сходство агрегатов
Оба привода передают импульсы к рабочим механизмам, заставляя работать промышленные станки. Устройства защищают оборудование от самозапуска, предохраняют электродвигатель от перегрузки и короткого замыкания. В обоих агрегатах предусмотрено автоматическое выключение мотора при помощи электромагнитного пускателя в случае исчезновения напряжения в сети. Благодаря встроенной коммутации элементов электрической схемы с задержкой времени шаговый двигатель, как и сервопривод, после появления электричества включаются самостоятельно.
Аппараты эксплуатируются в крупных промышленных отраслях и для бытовых нужд:
- При изготовлении высокоточных станков с жесткой станиной для обработки металла и резки лазером.
- При создании станков быстрого прототипирования: принтеров с 3D-печатью, шлифовальных машинок для полировки и гравировки.
- В разработке автоматизированных технических систем и создании роботов.
- При изготовлении интерактивных игрушек: машинок, зверей, кукол.
Различия электроприводов
В отличие от шагового двигателя, сервопривод может очень сильно ускоряться даже при изменении графика нагрузки. Характеристики агрегатов различаются. Поэтому нужный двигатель подбирается, исходя из следующих особенностей:
- Эффективность работы. Производительность сервоприводов гораздо выше шаговых преобразователей. На оборудование с числовым программным обеспечением для обработки больших деталей или заготовок из металла больше подойдет привод с серводрайвером. Агрегаты как: ESDA FX-800W, Auter ASM104 F12, Estun-1000 обеспечат высокую скорость обработки твердых металлов, дерева. Для станков со средней точностью, которые обрабатывают мягкие детали, подойдет шаговый мотор.
- Затраты на обеспечение работоспособности. Настроить и задать необходимый набор инструкций приводу с сервером на оборудовании с числовым программным обеспечением сможет только специалист. Сервис этого устройства намного дороже, чем шагового преобразователя. Поэтому, связанные с ним эксплуатационные расходы будут выше в несколько раз.
- Непосредственная работа. Сервопривод очень быстро ускоряется за счет изменения тока обмотки на полюсах ротора, его крутящий момент можно отрегулировать. Шаговый двигатель набирает скорость медленнее в несколько раз, показатель силы вращения коленчатого вала при ее наборе падает.
- Корректировка. Шаговый мотор нельзя отрегулировать по позиции, привод с серводрайвером в этом плане более «пластичен». Кроме того, последний аппарат отличается очень точным позиционированием.
- Безопасность. Преобразователь с сервером требует точности при проектировке и настройке программ управления. Так, если у шагового двигателя сойдет с оси коленчатый вал, он просто начнет пропускать ход. Сервопривод при такой неприятности может перегреться, повысить силу подаваемого на станок тока, перегореть или повредить оборудование.
Каждый из двигателей имеет свои плюсы, минусы и предназначение. Для работы компаний или людей, работающих с небольшим объемом продукции, подойдет установка шагового двигателя. Несмотря на маленькую скорость и производительность, оборудования с шаговыми преобразователями будет достаточно. Если производство работает с большими объемами и в быстром темпе – переоборудование станков сервоприводами окупит себя в разы.
