Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Какой шаговый двигатель поставить на токарный чпу станок


Какой двигатель выбрать для фрезерного станка ЧПУ?

Двигатель фрезерного станка обеспечивает перемещение портала и шпинделя по осям X,Y,Z.

Существует три типа двигателя: шаговый, гибридный (сервошаговый) и серводвигатель. Основное отличие этих двигателей в точности, скорости и мощности.

Чтобы понять какой двигатель подойдет для вашего будущего станка разберем подробно принцип работы каждого.

Шаговый двигатель:

Шаговые двигатели - это бесщеточные двигатели постоянного тока, названные в честь того, как они работают - они делают шаги. Шаговые двигатели в системах ЧПУ часто работают в режиме управления с разомкнутым контуром, это означает, что от двигателя нет обратной связи. Мы сообщаем двигателю, куда ему двигаться, и, учитывая, что двигатель не заблокирован и хорошо подходит для выполнения задачи (достаточно мощности), он переместится в заданную позицию.

  

 

Большинство шаговых двигателей, которые вы увидите при использовании с ЧПУ, имеют 200 шагов на оборот. Это означает, что для каждого полного оборота на 360 градусов (один полный оборот вала двигателя) потребуется 200 шагов.

Имея эти данные мы понимаем, что если мы сделаем 100 шагов, мы повернем вал на 180 градусов. Это идеально подходит для работы с ЧПУ, потому что мы знаем, что, если мы отправим ему определенное количество шагов, он будет поворачиваться на то точное количество, которое мы хотим.

Для еще более высокой точности работы шаговый двигатель способен совершать микрошаги (микро-степпинг).

Шаговый двигатель, который поддерживает 10-кратный микро-степпинг может совершать 2000 шагов на оборот 360 градусов.

Шаговый двигатель при правильной настройке может долго служить вам, особенно, если учесть, что он самый доступный по цене.

 

Сервошаговые (гибридные):

Двигатели следующего поколения после шаговых, более мощные и скоростные.

  

Преимущества гибридных двигателей:

  • имеют обратную связь по скорости и позиции;

  • управляются как полноценные серводвигатели;

  • имеют высокий крутящий момент;

  • не пропускают шаги;

  • мало нагреваются и вибрируют;

  • плавно и относительно тихо работают;

  • при отключении питания сохраняет все последние координаты и точки.

Сервошаговый двигатель - компромисс по цене и качеству. Выбирая станок, под более серьезные задачи, обратите внимание на этот двигатель.

 

Серводвигатели:

Серводвигатели - типичные электродвигатели, которые работают при подаче напряжения. Для работы на фрезерных станках ЧПУ к серводвигателями добавляются кодеры.

  

Кодеры представляют собой небольшие устройства, которые устанавливаются на задний вал двигателя. По сути, это небольшой счетчик, который посылает электрические сигналы, когда двигатель движется на определенную величину. С помощью этого кодера можно точно рассчитать обороты двигателя.

Кодер на двигателе обеспечивает обратную связь и позволяет нам узнать, насколько двигатель продвинулся или вообще не двигался.

Шаговые двигатели могут заклинивать в течение миллисекунды в результате сил, создаваемых станками ЧПУ, что может вызывать пропуск шагов. В итоге шаговый двигатель блокируется и не может принять необходимые меры для исправления ситуации, тогда как компьютер не знает, что произошло и продолжает работу.

При пропуске шагов обрабатываемая деталь может быть неточной, т.к. машина теряет точность, когда движение не может завершиться. Этого не происходит с сервоприводами, поскольку кодер всегда имеет обратную связь со своим приводом и знает когда он заклинивает.

 

Какой же двигатель мне выбрать для работы с ЧПУ?

Каждый фрезерный станок с ЧПУ имеет свои преимущества. Как правило, любители ЧПУ используют шаговые двигатели, так как они намного дешевле. Если их правильно подобрать и настроить они будут проделывать фантастическую работу и будут долго служить вам.


 

Более серьезные промышленные фрезерные станки с ЧПУ, которые намного крупнее, тяжелее и требуют более жестких допусков, лучше всего оснащать сервошаговыми или серводвигателями, т.к. они гораздо мощнее и быстрее. Такие приводы вне всякого сомнения гарантируют четкую стабильную работу для вашего производства.

Нужна помощь в выборе двигателя для вашего станка?

Оставьте заявку, инженер свяжется с вами в течение 10ти минут.

Что такое ЧПУ и станки с ЧПУ? [2020 Easy Guide]

Краткая история ЧПУ

Первые коммерческие станки с ЧПУ были построены в 1950-х годах и работали на перфоленте. Хотя концепция сразу доказала, что она может сэкономить затраты, она была настолько отличной, что очень медленно завоевывала популярность у производителей.

Чтобы способствовать более быстрому внедрению, армия США купила 120 станков с ЧПУ и одолжила их различным производителям, чтобы они могли лучше познакомиться с идеей числового управления.К концу 50-х годов NC начал завоевывать популярность, хотя ряд проблем все еще оставался.

Например, g-код, почти универсальный язык ЧПУ, который мы имеем сегодня, не существует. Каждый производитель выдвигал свой собственный язык для определения числового управления или программ обработки деталей (программ, которые станки будут выполнять для создания детали).

1959 Станок с ЧПУ: Милуоки-Матик-II был первым станком с устройством смены инструмента…

В течение 1960-х годов ряд ключевых разработок быстро развился с помощью ЧПУ:

- Стандартный язык G-кода для программ обработки деталей. Происхождение g-кода восходит к MIT, примерно в 1958 году, когда он использовался в Лаборатории сервомеханизмов MIT.Альянс электронной промышленности стандартизировал g-код в начале 1960-х годов.

- САПР стал самостоятельным и начал быстро заменять бумажные чертежи и чертежников в 60-х годах. К 1970 году САПР стала достаточно крупной отраслью, в которой были такие игроки, как Intergraph и Computervision, с которыми я консультировался еще в студенческие годы.

- Мини-компьютеры, такие как DEC PDP-8 и Data General Nova, стали доступны в 60-х годах и сделали станки с ЧПУ более дешевыми и мощными.

К 1970 году экономика большинства западных стран замедлилась, а расходы на занятость росли.С 60-х годов, предоставив прочную технологическую базу, которая была необходима, ЧПУ взлетел и начал неуклонно вытеснять старые технологии, такие как гидравлические трассеры и ручная обработка.

американских компаний в основном начали революцию с ЧПУ, но они были чрезмерно сосредоточены на высоком уровне. Немцы первыми увидели возможность снизить цены на ЧПУ, и к 1979 году немцы продавали больше ЧПУ, чем американские компании. Японцы повторили ту же формулу в еще более успешной степени и отняли лидерство у немцев всего год спустя, к 1980 году.В 1971 году все 10 крупнейших компаний с ЧПУ были американскими, но к 1987 году остался только Цинциннати Милакрон, и они заняли 8 место.

В последнее время микропроцессорная технология сделала управление ЧПУ еще дешевле, что привело к появлению ЧПУ для хобби и персонального рынка ЧПУ.

Доступное оборудование с ЧПУ также проложило путь к использованию ЧПУ в прототипировании наряду с 3D-печатью. Ранее использование ЧПУ ограничивалось прежде всего производственными цехами.

Проект Enhanced Machine Controller, или EMC2, был проектом по внедрению контроллера ЧПУ с открытым исходным кодом, который был запущен NIST, Национальным институтом стандартов и технологий в качестве демонстрации.Некоторое время в 2000 году проект был передан в общественное достояние и Open Source, а EMC2 появился немного позже, в 2003 году.

Mach4 был разработан основателем Artsoft Арт Фенерти как ответвление ранних версий EMC для работы на Windows вместо Linux, что делает его еще более доступным для персонального рынка ЧПУ. ArtSoft, компания ArtSoft, была основана в 2001 году. Появление Mach4 впервые сделало ЧПУ доступным вне промышленных цехов.

Как программы EMC2 (теперь называемые LinuxCNC), так и программы Mach4 CNC сегодня живы и процветают, как и многие другие технологии ЧПУ.

Мы прошли долгий путь со времен старых числовых контрольных дней!

Числовое управление - Википедия

Компьютерное управление станками, токарными и фрезерными станками, также используемыми на 3D принтерах

Станок с ЧПУ, который работает на дереве

Числовое управление (также компьютерное числовое управление , и обычно называемое ЧПУ ) - это автоматизированное управление обрабатывающими инструментами (такими как сверла, расточные инструменты, токарные станки) и 3D-принтерами с помощью компьютера. Станок с ЧПУ обрабатывает кусок материала (металлический, пластиковый, деревянный, керамический или композитный) в соответствии со спецификациями, следуя запрограммированной кодированной инструкции и без ручного оператора.

Станок с ЧПУ - это механизированный маневренный инструмент и часто механизированная маневренная платформа, которые управляются компьютером в соответствии с конкретными инструкциями по вводу. Инструкции доставляются на станок с ЧПУ в виде последовательной программы команд управления машиной, таких как G-код и М-код, которые затем выполняются. Программа может быть написана человеком или, что гораздо чаще, генерируется программным обеспечением графического автоматизированного проектирования (САПР). В случае 3D-принтеров часть, которая должна быть напечатана, «нарезается» перед созданием инструкций (или программы).3D-принтеры также используют G-Code.

ЧПУ - это значительное улучшение по сравнению с не компьютеризированной обработкой, которая должна управляться вручную (например, с помощью таких устройств, как маховики или рычаги) или механически управляться с помощью предварительно изготовленных шаблонных направляющих (кулачков). В современных системах с ЧПУ проектирование механической детали и ее производственной программы очень автоматизировано. Механические размеры детали определяются с помощью программного обеспечения CAD, а затем переводятся в производственные директивы с помощью программного обеспечения автоматизированного производства (CAM).Результирующие директивы преобразуются (программным обеспечением «постпроцессора») в конкретные команды, необходимые для конкретной машины для производства компонента, а затем загружаются в станок с ЧПУ.

Поскольку любой конкретный компонент может потребовать использования ряда различных инструментов - сверл, пил и т. Д. - современные машины часто объединяют несколько инструментов в одну «ячейку». В других установках используется несколько разных машин с внешним контроллером и людьми или роботизированными операторами, которые перемещают компонент с машины на машину.В любом случае последовательность шагов, необходимых для изготовления любой детали, является высоко автоматизированной и производит деталь, которая точно соответствует исходному CAD.

История [править]

Первые станки с ЧПУ были построены в 1940-х и 1950-х годах на основе существующих инструментов, которые были модифицированы двигателями, которые перемещали инструмент или деталь в соответствии с точками, введенными в систему на перфоленте. Эти ранние сервомеханизмы были быстро дополнены аналоговыми и цифровыми компьютерами, создав современные станки с ЧПУ, которые произвели революцию в процессах обработки.

Описание [редактировать]

Motion управляет несколькими осями, обычно не менее двух (X и Y), [1] и шпинделем инструмента, который перемещается по оси Z (глубина). Положение инструмента управляется шаговыми двигателями с прямым приводом или серводвигателями для обеспечения высокоточных движений или, в более старых конструкциях, двигателей с помощью ряда понижающих передач. Управление в разомкнутом контуре работает до тех пор, пока силы достаточно малы, а скорости не слишком велики. На коммерческих металлообрабатывающих станках системы управления с замкнутым контуром являются стандартными и требуются для обеспечения требуемой точности, скорости и повторяемости.

Описание деталей [править]

По мере развития оборудования контроллера развивались и сами мельницы. Одно из изменений заключалось в том, чтобы заключить весь механизм в большую коробку в качестве меры безопасности, часто с дополнительными защитными блокировками, чтобы оператор был достаточно далеко от рабочей детали для безопасной работы. Большинство новых систем ЧПУ, созданных сегодня, имеют 100% электронное управление.

ЧПУ-подобные системы используются для любого процесса, который можно охарактеризовать как перемещения и операции.Они включают лазерную резку, сварку, сварку трением с перемешиванием, ультразвуковую сварку, плазменную и плазменную резку, гибку, прядение, пробивание отверстий, закрепление, склеивание, резку ткани, шитье, укладку ленты и волокна, укладку, укладку и укладку, а также распиливание.

Примеры станков с ЧПУ [править]

Изображение
Станок с ЧПУ Описание
Мельница Переводит программы, состоящие из определенных цифр и букв, для перемещения шпинделя (или заготовки) в разные места и глубины.Многие используют G-код. Функции включают в себя: торцевое фрезерование, торцевое фрезерование, нарезание резьбы, сверление и некоторые даже предлагают токарную обработку. Сегодня станки с ЧПУ могут иметь от 3 до 6 осей. Большинство фрезерных станков с ЧПУ требуют размещения заготовки на них или внутри них и должны быть как минимум такими же большими, как заготовка, но выпускаются новые трехосные станки, которые намного меньше. [2]
Токарный станок Режет заготовки во время их вращения. Делает быстрые, точные резания, обычно используя индексируемые инструменты и сверла.Эффективен для сложных программ, предназначенных для изготовления деталей, которые было бы невозможно изготовить на ручных токарных станках. Подобные характеристики управления для станков с ЧПУ и часто могут читать G-код. Обычно имеют две оси (X и Z), но более новые модели имеют больше осей, что позволяет обрабатывать более сложные задания.
Плазменный резак Включает резку материала с помощью плазменной горелки. Обычно используется для резки стали и других металлов, но может использоваться на различных материалах.В этом процессе газ (такой как сжатый воздух) выдувается с высокой скоростью из сопла; в то же время в этом газе образуется электрическая дуга от сопла к поверхности, которую режут, превращая часть этого газа в плазму. Плазма достаточно горячая, чтобы расплавить разрезаемый материал, и движется достаточно быстро, чтобы сдуть расплавленный металл от разреза.
Электроэрозионная обработка (EDM), также известный как искровая механическая обработка, искровая эрозия, прожиг, опрессовка или эрозия проволоки, представляет собой производственный процесс, в котором желаемая форма получается с использованием электрических разрядов (искр).Материал удаляется из заготовки серией быстро повторяющихся токовых разрядов между двумя электродами, разделенных диэлектрической жидкостью и подверженных воздействию электрического напряжения. Один из электродов называется электродом инструмента, или просто «инструментом» или «электродом», в то время как другой называется электродом заготовки или «заготовкой». Мастер сверху, заготовка жетона снизу, масляные форсунки слева (масло слито). Первоначальная плоская штамповка будет «сглажена», чтобы получить изогнутую поверхность.
Многошпиндельный станок Тип винтовой машины, используемой в массовом производстве. Считается высокоэффективным за счет повышения производительности за счет автоматизации. Может эффективно резать материалы на мелкие кусочки, одновременно используя разнообразный набор инструментов. Многошпиндельные станки имеют несколько шпинделей на барабане, который вращается по горизонтальной или вертикальной оси. Барабан содержит сверлильную головку, которая состоит из ряда шпинделей, которые установлены на шарикоподшипниках и приводятся в движение шестернями.Существует два типа насадок для этих сверлильных головок, фиксированные или регулируемые, в зависимости от того, нужно ли изменять расстояние между центрами сверлильного шпинделя. [3]
Провод EDM Также известный как EDM для резки проволоки, EDM для горения проволоки или EDM для бегущей проволоки, в этом процессе используется искровая эрозия для обработки или удаления материала из любого электропроводящего материала с использованием электрода для бегущей проволоки. Проволочный электрод обычно состоит из латуни с латунным или цинковым покрытием.Провод EDM допускает почти 90-градусные углы и оказывает очень небольшое давление на материал. [4] Так как проволока подвергается эрозии в этом процессе, машина для обработки проволоки подает свежую проволоку из катушки, измельчая использованную проволоку и оставляя ее в мусорном баке для повторного использования. [5]
Синкер EDM Также называемый EDM типа полости или объемный EDM, погружной EDM состоит из электрода и детали, погруженных в масло или другую диэлектрическую жидкость. Электрод и заготовка соединены с подходящим источником питания, который генерирует электрический потенциал между двумя частями.Когда электрод приближается к заготовке, в жидкости происходит пробой диэлектрика, образующий плазменный канал, и возникают небольшие скачки искры. Изготовление штампов и пресс-форм часто производится с помощью грузила EDM. Некоторые материалы, такие как мягкие ферритовые материалы и магнитные материалы, богатые эпоксидной смолой, несовместимы с EDM погружного устройства, так как они не являются электропроводящими. [6]
Водоструйный резак Также известный как «водоструйный», это инструмент, способный нарезать на металл или другие материалы (например, гранит), используя струю воды с высокой скоростью и давлением или смесь воды и абразивного вещества, такого как песок ,Он часто используется при изготовлении или изготовлении деталей для машин и других устройств. Гидроабразивная обработка является предпочтительным методом, когда разрезаемые материалы чувствительны к высоким температурам, создаваемым другими методами. Он нашел применение в различных отраслях промышленности - от добычи полезных ископаемых до авиакосмической промышленности, где он используется для таких операций, как резка, обработка, резка и расширение. Гидроабразивная резка для всех материалов

Другие инструменты с ЧПУ [править]

Многие другие инструменты имеют варианты с ЧПУ, в том числе:

Сбой инструмента / станка [править]

В ЧПУ «сбой» происходит, когда станок движется таким образом, что это вредно для обрабатываемого станка, инструментов или деталей, что иногда приводит к изгибу или поломке режущего инструмента, дополнительных зажимов, тисков и приспособлений, или повредить саму машину, изгибая направляющие, сломать винты привода или вызвать растрескивание или деформацию конструктивных элементов под нагрузкой.Легкое столкновение не может повредить машину или инструменты, но может повредить обрабатываемую деталь, так что ее необходимо утилизировать.

Многим инструментам с ЧПУ не присуще абсолютное положение стола или инструментов при включении. Они должны быть вручную "размещены" или "обнулены", чтобы иметь какую-либо ссылку для работы, и эти ограничения предназначены только для определения местоположения детали для работы с ней, и на самом деле не являются каким-либо жестким ограничением движения в механизме. , Часто возможно вывести машину за пределы физических границ ее приводного механизма, что приводит к столкновению с самим собой или повреждению приводного механизма.Многие машины реализуют параметры управления, ограничивающие движение оси за пределами определенного предела, в дополнение к физическим концевым выключателям. Однако эти параметры часто могут быть изменены оператором.

Многие инструменты с ЧПУ также ничего не знают о своей рабочей среде. Машины могут иметь системы измерения нагрузки на шпиндельных и осевых приводах, но некоторые не имеют. Они слепо следуют предоставленному коду обработки, и оператор должен определить, происходит ли сбой, или вот-вот произойдет, и оператор должен вручную прервать активный процесс.Станки, оснащенные датчиками нагрузки, могут останавливать движение оси или шпинделя в ответ на состояние перегрузки, но это не предотвращает сбой. Это может ограничить только ущерб, нанесенный в результате аварии. Некоторые сбои могут не перегружать приводы осей или шпинделей.

Если система привода слабее структурной целостности машины, то система привода просто давит на препятствие, и приводные двигатели «скользят на месте». Станок может не обнаруживать столкновения или проскальзывания, поэтому, например, инструмент должен теперь находиться на 210 мм по оси X, но на самом деле на 32 мм, где он ударяется о препятствие и продолжает скользить.Все последующие движения инструмента будут отключены на -178 мм по оси X, и все будущие движения теперь недопустимы, что может привести к дальнейшим столкновениям с зажимами, тисками или самой машиной. Это распространено в шаговых системах с разомкнутым контуром, но невозможно в системах с замкнутым контуром, если не произошло механическое проскальзывание между двигателем и приводным механизмом. Вместо этого в замкнутой системе машина будет продолжать пытаться двигаться против нагрузки до тех пор, пока приводной двигатель не перейдет в состояние перегрузки или серводвигатель не достигнет желаемого положения.

Обнаружение и предотвращение столкновений возможно благодаря использованию датчиков абсолютного положения (полосы или дисков оптического датчика) для проверки того, что произошло движение, или датчиков крутящего момента или датчиков тяги в системе привода для обнаружения ненормальной деформации, когда машина должна просто быть движущимся, а не резать, но это не обычный компонент большинства хобби инструментов с ЧПУ.

Вместо этого большинство хобби-инструментов ЧПУ просто полагаются на предполагаемую точность шаговых двигателей, которые поворачиваются на определенное количество градусов в ответ на изменения магнитного поля.Часто предполагается, что шагер является совершенно точным и никогда не ошибается, поэтому мониторинг положения инструмента просто включает подсчет количества импульсов, отправленных на шагер со временем. Альтернативное средство контроля положения шагового хода обычно недоступно, поэтому обнаружение столкновения или проскальзывания невозможно.

Коммерческие металлообрабатывающие станки с ЧПУ используют замкнутый контур обратной связи для перемещения оси. В замкнутой системе контроллер контролирует фактическое положение каждой оси с помощью абсолютного или инкрементального датчика.При правильном программировании управления это уменьшит вероятность аварии, но оператор и программист по-прежнему должны обеспечить безопасную работу машины. Тем не менее, в течение 2000-х и 2010-х годов программное обеспечение для моделирования обработки быстро развивалось, и оно уже не редкость для всей оболочки станка (включая все оси, шпиндели, патроны, револьверные головки, держатели инструмента, задние бабки, крепления, зажимы, и запас) для точного моделирования с трехмерными твердотельными моделями, что позволяет программному обеспечению моделирования достаточно точно прогнозировать, будет ли цикл вызывать сбой.Хотя такое моделирование не является новым, его точность и проникновение на рынок значительно меняются из-за компьютерных достижений. [7]

Числовая точность и люфт оборудования [править]

В рамках числовых систем программирования ЧПУ генератор кода может предположить, что управляемый механизм всегда идеально точен или что допуски точности одинаковы для всех направлений резания или перемещения. Это не всегда истинное состояние инструментов ЧПУ.Инструменты с ЧПУ с большим механическим зазором все еще могут быть очень точными, если привод или режущий механизм приводятся в действие только для того, чтобы прикладывать силу резания в одном направлении, и все приводные системы плотно прижаты друг к другу в этом одном направлении резания. Однако устройство с ЧПУ с высоким люфтом и тупым режущим инструментом может привести к вибрации резака и возможной строжке заготовки. Люфт также влияет на точность некоторых операций, связанных с реверсированием движения оси во время резки, таких как фрезерование круга, где движение оси является синусоидальным.Однако это может быть компенсировано, если величина люфта точно известна линейным энкодерам или ручным измерениям.

Сам механизм высокого люфта не обязательно должен быть многократно точным для процесса резки, но для обнуления механизма можно использовать некоторый другой эталонный объект или прецизионную поверхность, плотно прикладывая давление к эталону и устанавливая его в качестве нуля ссылка на все последующие движения с ЧПУ. Это похоже на ручной метод станка зажима микрометра на эталонный пучок и доведение диска Vernier до нуля, используя этот объект в качестве ссылки. [ необходимо цитирование ]

Система управления позиционированием [править]

В системах ЧПУ положение инструмента определяется набором инструкций, называемых программой обработки детали.

Управление позиционированием осуществляется с помощью разомкнутой или замкнутой системы. В системе с разомкнутым контуром связь происходит только в одном направлении: от контроллера к двигателю. В замкнутой системе обратная связь предоставляется контроллеру, так что он может исправлять ошибки в положении, скорости и ускорении, которые могут возникнуть из-за изменений нагрузки или температуры.Системы с открытым контуром, как правило, дешевле, но менее точны. Шаговые двигатели могут использоваться в обоих типах систем, тогда как серводвигатели могут использоваться только в закрытых системах.

Декартовы координаты

Все позиции кода G & M основаны на трехмерной декартовой системе координат. Эта система является типичной плоскостью, часто встречающейся в математике при построении графиков. Эта система необходима для отображения траекторий станка и любых других действий, которые должны выполняться в определенной координате.Абсолютные координаты обычно используются для станков и представляют точку (0,0,0) на плоскости. Эта точка устанавливается на материале заготовки, чтобы дать начальную точку или «исходную позицию» перед началом фактической обработки.

М-кодов [править]

[Код Разные функции (M-код)] [ необходимо цитирование ] . М-коды - это разные машинные команды, которые не управляют движением оси. Формат М-кода - это буква М, за которой следуют две-три цифры; например:

[M02 Конец программы]
[M03 Start Spindle - по часовой стрелке]
[M04 Пусковой шпиндель - против часовой стрелки]
[M05 Стоп шпиндель]
[M06 Tool Change]
[M07 Coolant on Mist Coolant]
[M08 Flood Coolant on]
[M09 Coolant off]
[M10 Chuck open]
[M11 Chuck close]
[M13 ОБА M03 & M08 Шпиндель по часовой стрелке и заливная охлаждающая жидкость]
[M14 ОБА M04 & M08 Шпиндель против часовой стрелки и заливная охлаждающая жидкость]
[вызов специального инструмента M16]
[M19 Ориентация шпинделя]
[режим M29 DNC]
[Сброс и перемотка программы M30]
[M38 Дверь открыта]
[M39 Дверь закрыта]
[M40 Шпиндельная шестерня посередине]
[M41 Low gear select]
[M42 High gear select]
[M53 Retract Spindle] (поднимает шпиндель инструмента над текущим положением, чтобы позволить оператору делать все, что ему потребуется)
[M68 Закрыть гидравлический патрон]
[M69 Гидравлический патрон открыт]
[M78 Опережение задней бабки]
[Задний задний ход M79]

G-коды [править]

G-коды

используются для управления определенными движениями машины, такими как движения машины или функции сверления.Формат для G-кода - буква G, за которой следуют две-три цифры; например G01. G-коды немного различаются между станками и токарными станками, например:

[G00 Rapid Motion Positioning]
[G01 Линейное интерполяционное движение]
[G02 Круговая интерполяция Движение по часовой стрелке]
[G03 Круговая интерполяция движения-против часовой стрелки]
[G04 Dwell (группа 00) мельница]
[G10 Установить смещения (группа 00) Мельница]
[G12 круговой карманный по часовой стрелке]
[Круговой карманный счетчик G13 по часовой стрелке]

Пример:

O0001
G20 G40 G80 G90 G94 G54 (Дюйм, Compter Comp.Отмена, деактивация всех постоянных циклов, перемещение осей к координатам станка, подача в минуту, система координат начала координат)
M06 T01 (Смена инструмента на инструмент 1)
G43 H01 (длина инструмента в положительном направлении, коррекция на длину инструмента)
M03 S1200 (шпиндель поворачивается по часовой стрелке при 1200 об / мин)
G00 X0. Y0. (Быстрое перемещение к X = 0. Y = 0.)
G00 Z.5 (Ускоренный ход до z = .5)
G00 X1. Y-.75 (быстрый ход к X1. Y-.75)
G01 Z-.1 F10 (окунуться в Z-.25 при 10 дюймов в минуту.)
G03 X.875 Y-.5 I.1875 J-.75 (дуга CCW срезана до X.875 Y-.5 с начальным радиусом в I.625 J-.75)
G03 X.5 Y-.75 I0.0 J0.0 (дуга CCW обрезана до X.5 Y-.75 с начальным радиусом при I0.0 J0.0)
G03 X.75 Y-.9375 I0.0 J0.0 (дуга CCW срезана до X.75 Y-.9375 с начальным радиусом при I0.0 J0.0)
G02 X1. Y-1.25 I.75 J-1.25 (CW дуга вырезана до X1. Y-1.25 с радиусом начала в I.75 J-1.25)
G02 X.75 Y-1.5625 I0.0 J0.0 (CW дуга вырезана до X.75 Y-1.5625 с тем же радиусом, что и у предыдущей дуги)
G02 X.5 Y-1.25 I0.0 J0.0 (CW дуга вырезана до X.5 Y-1.25 с тем же радиусом, что и у предыдущей дуги)
G00 Z.5 (Ускоренный ход до z.5)
M05 (шпиндельные упоры)
G00 X0,0 Y0,0 (Мельница возвращается в исходное положение)
M30 (Конец программы)

Наличие правильных скоростей и подач в программе обеспечивает более эффективный и плавный ход продукта. Неправильная скорость и подача могут привести к повреждению инструмента, шпинделя станка и даже продукта. Самый быстрый и простой способ найти эти цифры - использовать калькулятор, который можно найти в Интернете.Формула также может быть использована для расчета правильных скоростей и подач для материала. Эти значения можно найти в Интернете или в Справочнике оборудования.

См. Также [править]

Список литературы [править]

Дополнительная литература [править]

  • Бриттен, Джеймс (1992), Александерсон: пионер американской электротехники, , издательство Университета Джонса Хопкинса, ISBN 0-8018-4228-X .
  • , , Голландия, Макс (1989), , когда машина остановлена: предостерегающая история от Industrial America , Бостон: издательство Harvard Business School Press, ISBN , 978-0-87584-208-0 , OCLC 246343673.
  • Нобл, Дэвид Ф. (1984), Силы производства: социальная история промышленной автоматизации , Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Knopf, ISBN 978-0-394-51262-4 , LCCN 83048867.
  • Reintjes, J. Francis (1991), Числовое управление: создание новой технологии , Oxford University Press, ISBN 978-0-19-506772-9 .
  • Вайсберг, Дэвид, Революция инженерного проектирования , заархивированный из оригинала (PDF) 9 марта 2010 года.
  • Wildes, Karl L .; Линдгрен, Нило А. (1985), Век электротехники и информатики в MIT , MIT Press, ISBN 0-262-23119-0 .
  • Херрин, Голден Э. "Промышленность отличием изобретателя NC", Современный механический цех , 12 января 1998 года.
  • Siegel, Arnold. «Автоматическое программирование станков с числовым программным управлением», Control Engineering , том 3, выпуск 10 (октябрь 1956 г.), с. 65–70.
  • Smid, Peter (2008), Руководство по программированию ЧПУ (3-е изд.), Нью-Йорк: Промышленная пресса, ISBN 9780831133474 , LCCN 2007045901.
  • Кристофер Джун Пагэриган (Вини) Эдмнтон Альберта, Канада. ЧПУ Infomatic, Автомобильное проектирование и производство .
  • Эволюция станков с ЧПУ (2018). Получено 15 октября 2018 г. из Инженерно-технологической группы
  • Fitzpatrick, Michael (2019), «Обработка и технологии с ЧПУ».

Внешние ссылки [редактировать]

,

Что такое шаговый двигатель и как он работает

От простого DVD-плеера или принтера в вашем доме до сложнейшего станка с ЧПУ или роботизированного манипулятора шаговые двигатели можно найти практически везде. Его способность совершать точные движения с электронным управлением позволила этим двигателям найти применение во многих сферах, таких как камеры наблюдения, жесткий диск, станки с ЧПУ, 3D-принтеры, робототехника, сборочные роботы, лазерные резаки и многое другое. В этой статье мы узнаем, что делает эти моторы особенными, и теорию, стоящую за ними.Мы узнаем, как использовать один для вашего приложения.

Введение в шаговые двигатели

Как и все двигатели, шаговые двигатели также имеют статор и ротор , но в отличие от обычного двигателя постоянного тока, статор состоит из отдельных наборов катушек. Количество катушек будет отличаться в зависимости от типа шагового двигателя , но пока просто поймите, что в шаговом двигателе ротор состоит из металлических полюсов, и каждый полюс будет притягиваться набором катушек в статоре.На приведенной ниже схеме показан шаговый двигатель с 8 полюсами статора и 6 полюсами ротора.

Если вы посмотрите на катушки на статоре, они расположены в виде пар катушек, как A и A 'образуют пару B, а B' образуют пару и так далее. Таким образом, каждая из этой пары катушек образует электромагнит, и они могут быть запитаны индивидуально с помощью схемы драйвера. Когда на катушку подается напряжение, она действует как магнит, и полюс ротора выравнивается по отношению к ней, а когда ротор вращается, чтобы приспособиться к статору, он называется одним шагом .Точно так же путем последовательного включения катушек мы можем вращать двигатель небольшими шагами, чтобы совершить полный оборот.

Типы шаговых двигателей

Существуют в основном три типа шаговых двигателей в зависимости от конструкции:

  • Шаговый двигатель с переменным сопротивлением: Они имеют ротор с железным сердечником, который притягивается к полюсам статора и обеспечивает движение при минимальном сопротивлении между статором и ротором.
  • Шаговый двигатель с постоянными магнитами: Они имеют ротор с постоянными магнитами и отталкиваются или притягиваются к статору в соответствии с приложенными импульсами.
  • Гибридный синхронный шаговый двигатель: Они представляют собой комбинацию переменного реактивного сопротивления и шагового двигателя с постоянными магнитами.

Помимо этого, мы также можем классифицировать шаговые двигатели как Униполярные и Биполярные в зависимости от типа обмотки статора.

  • Биполярный шаговый двигатель: Катушки статора на этом типе двигателя не имеют общего провода. Управление этим типом шагового двигателя отличается и является сложным, и также невозможно легко разработать схему управления без микроконтроллера.
  • Униполярный шаговый двигатель: В этом типе шагового двигателя мы можем взять центральное ответвление обеих фазных обмоток для общего заземления или для общей мощности, как показано ниже. Это облегчает управление двигателями, в униполярном шаговом двигателе также много типов

Режимы работы в шаговом двигателе

Поскольку статор ступенчатой ​​моды состоит из разных пар катушек, каждая пара катушек может возбуждаться разными способами, что позволяет модам работать во многих разных режимах.Ниже приведены широкие классификации

Full Step Mode

В режиме полного шага возбуждения мы можем добиться полного вращения на 360 ° с минимальным количеством оборотов (шагов). Но это приводит к меньшей инерции, а также вращение не будет плавным. Есть еще две классификации в режиме полного пошагового возбуждения: , однофазное пошаговое включение и два фазовых режима, .

1. Один пошаговый пошаговый или волновой пошаговый: В этом режиме только одна клемма (фаза) двигателя будет включена в любой момент времени.Это имеет меньшее количество шагов и, следовательно, может обеспечить полный поворот на 360 °. Поскольку число шагов меньше, ток, потребляемый этим методом, также очень низок. В следующей таблице приведена последовательность шаговых волн для 4-фазного шагового двигателя

Step Фаза 1 Фаза 2 Фаза 3 Фаза 4
1 1 0 0 0
2 0 1 0 0
3 0 0 1 0
4 0 0 0 1

2.Двухэтапное пошаговое включение: Как следует из названия в этом методе, две фазы будут одной. Он имеет то же количество шагов, что и волновой шаг, но поскольку две катушки находятся под напряжением одновременно, он может обеспечить лучший крутящий момент и скорость по сравнению с предыдущим методом. Хотя одним из недостатков является то, что этот метод также потребляет больше энергии.

Step Фаза 1 Фаза 2 Фаза 3 Фаза 4

1

1

1

0

0

2

0 1 1 0
3 0 0 1 1
4 1 0 0 1

полушаговый режим

Режим полушагового режима представляет собой комбинацию однофазного и двухфазного режимов.Эта комбинация поможет нам преодолеть вышеупомянутый недостаток обоих режимов.

Как вы уже догадались, так как мы объединяем оба метода, нам нужно выполнить 8-шаговых в этом методе, чтобы получить полный оборот. Последовательность переключения для 4-фазного шагового двигателя показана ниже

Шаг

Фаза 1

Фаза 2

Фаза 3

Фаза 4

1

1

0

0

0

2

1

1

0

0

3

0

1

0

0

4

0

1

1

0

5

0

0

1

1

6

0

0

0

1

7

1

0

0

1

8

1

0

0

0

Micro Step Mode

Микрошаговый режим является комплексным из всех, но он предлагает очень хорошую точность наряду с хорошим крутящим моментом и плавной работой.В этом методе катушка будет возбуждена двумя синусоидальными волнами, которые находятся на расстоянии 90 °. Таким образом, мы можем контролировать как направление, так и амплитуду тока, протекающего через катушку, что помогает нам увеличить количество шагов, которые двигатель должен сделать за один полный оборот. Микропереступление может занять до 256 шагов, чтобы сделать один полный оборот, что делает двигатель вращаться быстрее и плавнее.

Как использовать шаговый двигатель

Достаточно скучной теории, давайте предположим, что кто-то дает вам шаговый двигатель, например, знаменитый 28-BYJ48, и вам действительно интересно, как он работает.К этому времени вы бы поняли, что невозможно заставить эти двигатели вращаться, просто запитав их от источника питания, так как бы вы это сделали?

Давайте посмотрим на этот 28-BYJ48 шаговый двигатель .

Итак, в отличие от обычного двигателя постоянного тока, у него пять проводов всех причудливых цветов, и почему это так? Чтобы понять это, мы должны сначала узнать, как работает степпер, о котором мы уже говорили. Прежде всего, шаговые двигатели не вращают , они ступенчатые, поэтому их также называют шаговыми двигателями .Это означает, что они будут двигаться только один шаг за раз. Эти двигатели имеют последовательность катушек, присутствующих в них, и эти катушки должны быть включены определенным образом, чтобы двигатель вращался. Когда каждая катушка находится под напряжением, двигатель делает шаг, и последовательность активирования заставит двигатель делать непрерывные шаги, заставляя его вращаться. Давайте посмотрим на катушки внутри двигателя, чтобы точно знать, откуда эти провода.

Как вы можете видеть, двигатель имеет однополюсных 5-выводных катушек .Есть четыре катушки, которые должны быть включены в определенной последовательности. На красные провода подается напряжение +5 В, а остальные четыре провода будут заземлены для запуска соответствующей катушки. Мы используем любой микроконтроллер для подачи питания на эти катушки в определенной последовательности и заставить двигатель выполнять необходимое количество шагов. Опять же, есть много последовательностей, которые вы можете использовать, обычно используется , 4-ступенчатый , а для более точного управления также можно использовать 8-ступенчатый, , . Таблица последовательности для 4-ступенчатого управления показана ниже.

Шаг

Катушка под напряжением

Шаг 1

А и В

Шаг 2

B и C

Шаг 3

C и D

Шаг 4

D и A

Итак, почему этот двигатель называется 28-BYJ48 ? Шутки в сторону!!! Я не знаю.Для этого мотора нет никаких технических оснований называться так; может быть, мы не должны углубляться в это. Давайте посмотрим на некоторые важные технические данные, полученные из таблицы данных этого двигателя на рисунке ниже.

Это голова, полная информации, но нам нужно взглянуть на несколько важных, чтобы знать, какой тип степпера мы используем, чтобы мы могли эффективно его программировать. Сначала мы знаем, что это шаговый двигатель 5В, так как мы подаем на красный провод напряжение 5В.Кроме того, мы также знаем, что это четырехфазный шаговый двигатель, поскольку в нем было четыре катушки. Теперь передаточное число составляет 1:64. Это означает, что вал, который вы видите снаружи, совершит один полный оборот, только если двигатель внутри будет вращаться 64 раза. Это происходит из-за зубчатых колес, которые соединены между двигателем и выходным валом, эти зубчатые колеса помогают увеличить крутящий момент.

Другие важные данные, на которые следует обратить внимание, это угол шага : 5,625 ° / 64. Это означает, что двигатель при работе в 8-ступенчатой ​​последовательности будет двигаться 5.625 градусов для каждого шага, и для выполнения одного полного поворота потребуется 64 шага (5,625 * 64 = 360).

Расчет шагов за оборот для шагового двигателя

Важно знать, как рассчитать число шагов на оборот для вашего шагового двигателя, потому что только тогда вы сможете эффективно его программировать / управлять.

Предположим, что мы будем работать с двигателем в 4-х ступенчатой ​​последовательности, поэтому угол шага будет 11,25 °, поскольку он составляет 5,625 ° (приведено в таблице) для 8-ступенчатой ​​последовательности, это будет 11.25 ° (5,625 * 2 = 11,25).

  шагов на оборот = 360 / угол шага   Здесь 360 / 11,25 = 32 шага за оборот.  

Зачем нам нужны модули драйверов для шаговых двигателей?

Большинство шаговых двигателей будут работать только с помощью модуля привода. Это связано с тем, что модуль контроллера (микроконтроллер / цифровая схема) не сможет обеспечить достаточный ток от своих выводов ввода / вывода для работы двигателя. Поэтому мы будем использовать внешний модуль, такой как ULN2003, модуль , в качестве драйвера шагового двигателя .Существует много типов модулей драйвера, и номинальная мощность одного из них будет изменяться в зависимости от типа используемого двигателя. Основным принципом для всех модулей привода будет источник / приемник достаточного тока для работы двигателя. Кроме того, существуют также модули драйверов, в которых заранее запрограммирована логика, но мы не будем обсуждать это здесь.

Если вам интересно узнать, как вращать шаговый двигатель с помощью микроконтроллера и ИС драйвера, то мы рассмотрели много статей о его работе с различными микроконтроллерами:

Теперь я считаю, что у вас достаточно информации для управления любым шаговым двигателем, который вам необходим для вашего проекта.Давайте посмотрим на преимущества и недостатки шаговых двигателей.

Преимущества шаговых двигателей

Одним из основных преимуществ шагового двигателя является то, что он имеет превосходный контроль положения и, следовательно, может использоваться для точного управления. Кроме того, он обладает очень хорошим удерживающим моментом, что делает его идеальным выбором для робототехники. Считается, что шаговые двигатели имеют более длительный срок службы, чем обычный двигатель постоянного тока или серводвигатель.

Недостатки шаговых двигателей

Как и все двигатели, шаговые двигатели также имеют свои недостатки, так как они вращаются, делая маленькие шаги, и не могут достичь высоких скоростей.Кроме того, он потребляет энергию для удержания крутящего момента, даже когда он идеален, что увеличивает потребление энергии.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.