Ako sa porovnáva krokový CNC EDM s modelom riadenými servo-riadenými rýchlosťami a presnosťou?

V oblasti presnej výroby hrá Elektrické výstupné obrábanie (EDM) nevyhnutnú úlohu pri spracovaní tvrdých materiálov, zložitých geometrií a jemných vlastností, ktoré je ťažké spracovať tradičnými metódami vďaka svojim jedinečným schopnostiam nespracovávania. Ako hlavný pohonový systém strojov EDM, Stepper Motors a Servo Motors do značnej miery určujú výkon zariadenia, najmä z hľadiska rýchlosti a presnosti, dva kritické ukazovatele. Pochopenie výhod a nevýhod týchto dvoch technológií pohonu v Stroje CNC EDM je nevyhnutné pre výrobcov, aby si vybrali vybavenie, ktoré najlepšie vyhovuje ich potrebám aplikácie.

Vlastnosti strojov CNC EDM riadených krokom
Krokový motor je ovládací motor s otvorenou slučkou, ktorý prevádza elektrické pulzné signály na uhlové alebo lineárne posuny. Jeho pracovným princípom je prijímať pulzné signály z ovládača a zakaždým, aby motor otočil uhol s pevným krokom, a tým dosiahol presnú kontrolu polohy. V skorých strojoch CNC EDM boli krokové motory široko používané kvôli ich relatívne jednoduchým riadiacim metódam, nízkym nákladom a dobrým presným výkonom pri špecifických zaťaženiach.

Rýchlosť
Výkon krokových motorov je pri behu pri nízkych rýchlostiach relatívne stabilný, ale jeho krútiaci moment prudko klesne, keď beží pri vysokých rýchlostiach, čo priamo obmedzuje jeho maximálnu prevádzkovú rýchlosť. Keď sa frekvencia impulzu do istej miery zvýši, krokový motor môže zažiť „mimo kroku“, to znamená, že skutočný uhol rotácie nezodpovedá teoretickému uhlu rotácie, čo má za následok chybu polohy. Vďaka tejto charakteristike je stroj EDM poháňaný krokovými motormi relatívne neefektívny pri rýchlom polohovaní alebo spracovaní veľkých obrobkov. Okrem toho, počas procesu zrýchlenia a spomalenia sú krokové motory tiež náchylné k prekročeniu alebo spodku v dôsledku zotrvačnosti, čo si vyžaduje ďalší čas stabilizácie, čo ďalej ovplyvňuje celkovú rýchlosť spracovania.

Výkonnosť
Presnosť krokových motorov závisí hlavne od ich kroku. Čím menší je krokový uhol krokového motora, tým vyššia je presnosť umiestnenia, ktorá sa dá dosiahnuť teoreticky. Prostredníctvom technológie subdivíznej jednotky môže byť krok kroku ďalej rozdelený do niekoľkých mikrostres, čím sa zlepší rozlíšenie. Keď však krokový motor funguje dlho alebo je vystavený zmenám v externých zaťaženiach, jeho krokový uhol môže akumulovať chyby, čo vedie k zníženiu konečnej presnosti spracovania. Zároveň v dôsledku ovládacieho prvku s otvorenou slučkou nemôže krokový motor detekovať a opraviť chybu polohy v reálnom čase. Po strate kroku bude mať priamy vplyv na kvalitu spracovania. Pri vykonávaní vysoko presného a jemného spracovania sa môže javiť ako neschopný motor.

Náklady a údržba
Náklady na systém krokového pohonu motora sú relatívne nízke, štruktúra je jednoduchá a údržba je relatívne výhodná. Vďaka tomu je stroj EDM poháňaný krokovým motorom ekonomická voľba pre používateľov s obmedzenými rozpočtami alebo ktorí nevyžadujú extrémnu presnosť spracovania.

Vlastnosti Servo-riadených strojových strojov CNC EDM
Servo motor je motor s ovládaným s uzavretou slučkou, ktorý zvyčajne tvorí kompletný servopoh žet s kodérom, servomotorom a ovládač. Servo systém detekuje polohu, rýchlosť a zrýchlenie motora v reálnom čase a privádza ho späť k ovládači. Ovládač porovnáva príkaz SET s hodnotou spätnej väzby a nepretržite upravuje výstup, aby sa zabezpečilo, že motor presne sleduje pohyb príkazu. Toto ovládanie s uzavretou slučkou je kľúčom k servoprómu na dosiahnutie vysokej rýchlosti a vysokej presnosti.

Rýchlosť
Servo motor dokáže udržiavať konštantný výstup krútiaceho momentu v širokom rozsahu rýchlosti, čo znamená, že dokáže udržať silnú hnaciu silu pri vysokých rýchlostiach, čím sa dosiahne rýchlejšie rýchlosti spracovania. Servo Systém má rýchlejšiu rýchlosť odozvy a vyšší dynamický výkon a môže dokončiť proces zrýchlenia a spomalenia v krátkom čase, čím sa skráti čas nespracovania. To výrazne zlepšuje účinnosť spracovania pre stroje EDM, ktoré si vyžadujú časté spracovanie komutácie alebo komplexného spracovania trajektórie. Napríklad v procese spracovania prepojenia viacerých osôb alebo odstraňovania rýchleho dutiny sú výhody servomickej jednotky obzvlášť zrejmé.

Výkonnosť
Servo systém poskytuje informácie o pozícii v reálnom čase prostredníctvom kodéra a porovnáva ich s radičom, aby vytvoril ovládanie uzavretej slučky. To umožňuje Servo Motor detekovať a opraviť akúkoľvek chybu polohy v reálnom čase, čím sa dosiahne extrémne vysoká presnosť a opakovateľnosť polohy. Dokonca aj pod vplyvom zmien vonkajšieho zaťaženia alebo trenia môže servopohativý systém zabezpečiť presné sledovanie pokynov prostredníctvom automatickej kompenzácie. Kodéry s vysokým rozlíšením môžu poskytnúť presnosť spätnej väzby z mikrónu alebo dokonca submikronovej spätnej väzby, čo umožňuje, aby stroje EDM poháňané servo-poháňané, aby boli kompetentné pre najnáročnejšie úlohy mikro-machinovania a komplexných úloh spracovania dutiny. Napríklad v poliach s extrémne vysokými požiadavkami na presnosť, ako sú zdravotnícke pomôcky, letecké diely a výroba plesní, sú disky servomorídy nenahraditeľnou voľbou.

Náklady a údržba
Náklady na systém servopoha sú zvyčajne vyššie ako náklady na systémový motorický systém, pretože obsahuje viacero vysoko presných komponentov, ako sú Servo Motors, Encoders, Servo Drive a zložitejšie riadiace algoritmy. Vzhľadom na svoje významné zlepšenie rýchlosti a presnosti a nižších dlhodobých nákladov na údržbu prevádzky (vďaka svojej vyššej spoľahlivosti a dlhšej životnosti) sú disky servo užitočnou investíciou pre používateľov, ktorí sledujú vysokú výkonnosť a vysokú efektívnosť. Servo systémy si tiež vyžadujú profesionálne znalosti o ladení a údržbe.

Komplexné porovnanie Stepper Motors a Servo Drive v strojoch EDM

Záver a výberové návrhy
Stručne povedané, každá z Stepper Motors a Servo Drives majú svoje vlastné charakteristiky a rozsah aplikácie v strojoch CNC EDM.

Stroje EDM poháňané krokom majú nákladové výhody a sú vhodné pre aplikácie, ktoré nevyžadujú extrémnu rýchlosť spracovania a presnosť alebo majú obmedzené rozpočty, ako napríklad hrubé spracovanie niektorých všeobecných foriem, hromadná výroba jednoduchých častí atď. Sú tiež relatívne jednoduché na prevádzku a údržbu.

ServM EDM stroje predstavujú vyššiu úroveň technológie a vynikajúci výkon. Majú zjavné výhody v rýchlosti, presnosti, dynamickej odozve a spoľahlivosti a sú ideálne pre vysoko presné, mikro-machinovanie, zložité obrábanie dutiny a vysokoúčinnú výrobu. Pre priemyselné odvetvia, ako je letectvo, lekárske, presné formy a elektronické komponenty, ktoré majú prísne požiadavky na kvalitu a efektívnosť obrábania, je investovanie do strojov riadených servo-riadenými strojmi EDM kľúčom k dosiahnutiu kvalitnej výroby a zlepšeniu konkurencieschopnosti trhu.

Pri výbere strojov EDM musia výrobcovia urobiť komplexný kompromis na základe ich konkrétnych potrieb obrábania, rozpočtu, očakávanej efektívnosti výroby a požiadaviek na konečnú kvalitu produktu. Ak sa venujete extrémnej účinnosti a presnosti obrábania, najmä pri výrobe komplexných a vysokých častí, potom sú stroje CNC EDM poháňané servo-poháňané Servo-riadené múdrejšou investíciou. Ak vykonávate iba rutinné obrábkové úlohy, ktoré nevyžadujú vysokú presnosť a majú obmedzený rozpočet, môžu túto prácu vykonávať aj stroje poháňané krokom.

S nepretržitým rozvojom technológie sa náklady na servo systémy postupne znižujú a ich popularita sa zvyšuje. V budúcnosti, keďže výrobný priemysel naďalej zvyšuje svoje požiadavky na presnosť a efektívnosť obrábania, stroje CNC EDM poháňané serva.