Как выбрать шаговые двигатели для вашего руководства по ЧПУ

Как выбрать шаговые двигатели для вашего руководства по ЧПУ
Попытка разобраться в спецификациях крутящего момента, оборотов в минуту, шаговых двигателей может оказаться непосильной задачей при создании ЧПУ.

Легко ошибиться при выборе и в итоге получить избыточную или недостаточно мощную установку.

Эта статья предназначена для любителей и энтузиастов-любителей, которые помогут вам выбрать правильный шаговый двигатель, соответствующий вашему проекту и требованиям к фрезерному станку с ЧПУ. Если вы хотите купить шаговой двигатель, то интернет-магазине «наСтанок.ру» предлагает широкий ассортимент электроники, механических и электромеханических запчастей для ремонта, усовершенствования и сборки станков всех типов, подробнее на сайте https://nastanok.ru/nema-23

Упрощенный метод для начинающих, который поможет вам быстро выбрать шаговый двигатель для вашей сборки. В конце также расскажем о различных факторах, которые необходимо учитывать при выборе шагового двигателя для вашей сборки.

Быстрый способ выбрать шаговый двигатель

Если вам нужен метод, который работает и быстро выполняет свою работу, вы можете использовать его.

Тем не менее, это представляет небольшой риск, поскольку вы не сможете полностью раскрыть потенциал своей сборки.

Метод довольно прост, ищите на рынке фрезерный станок с ЧПУ с такими же функциями, как и ваша сборка.

Учитывайте эти важные параметры при выборе подобного станка с ЧПУ.

Его порталы должны иметь примерно такой же вес, как порталы вашей сборки.
Он должен иметь одинаковые компоненты линейного привода для каждой оси.
Размер машины должен быть одинаковым (одинаковая площадь основания и рабочая зона)
Вес шпинделя должен быть одинаковым
Если вы можете найти станок с ЧПУ, аналогичный вашей предполагаемой сборке, вы можете использовать шаговые двигатели, которые он использует. Кроме того, вы можете пройти обзор найденного вами продукта, чтобы узнать, соответствует ли его производительность вашим требованиям.

Точный метод выбора шаговых двигателей для ЧПУ

Выбор шагового двигателя для ЧПУ заключается в поиске правильного двигателя, который может обеспечить вам правильный крутящий момент и скорость.

В зависимости от ваших требований вам может потребоваться пожертвовать крутящим моментом ради скорости или скоростью ради крутящего момента.

Еще один момент, который следует отметить, заключается в том, что ЧПУ настолько мощное, насколько самое слабое звено в системе.

Это означает, что нет смысла использовать тяжелый шаговый двигатель, если остальные компоненты вашего ЧПУ недостаточно жесткие, чтобы передать большую силу.

В некоторых случаях это может привести даже к катастрофе.

Скорость (скорость подачи)

Максимальная скорость подачи, которую вы можете достичь в своей сборке, зависит от различных факторов, таких как жесткость рамы, механизм линейного привода и, конечно же, используемые вами двигатели.

Для достижения оптимальной производительности выберите двигатель, обеспечивающий оптимальный крутящий момент при тех оборотах, которые вы получите на основе своих расчетов.

Когда говорится об оптимальном крутящем моменте, это не означает, что двигатель должен создавать максимальный крутящий момент при указанных оборотах. Потому что крутящий момент всегда будет низким на высоких скоростях.

Высокий крутящий момент требуется только тогда, когда вы хотите запустить что-то из состояния покоя, для поддержания движения портала вам не требуется максимальный крутящий момент вашего двигателя.

Ременные передачи и реечные передачи

Расчет оборотов двигателя для сопряжения с ременными приводами или реечными приводами прост.

Вы можете измерить линейное перемещение, которое происходит, когда шкив, на котором держится ремень, совершает один оборот, используя маркировку и ленту.

Кроме того, вы также можете измерить диаметр шкива и найти его окружность.

Для привода с реечной передачей вы можете повернуть шестерню и измерить ход.

Получив это, вы можете разделить требуемую скорость подачи на линейное перемещение на один оборот шкива или шестерни, и вы получите число оборотов в минуту, необходимое для вашего шагового двигателя.

Допустим, вы используете ременный привод со шкивом диаметром 1 дюйм, соединенным непосредственно с двигателем. Окружность шкива составляет 22/7 дюйма (22/7 x диаметр).

Для достижения скорости подачи 150 дюймов в минуту шкив должен вращаться со скоростью около 50 об/мин.

Однако на практике вы используете шестерни или другие компоненты для соединения ременной передачи с двигателем, и количество оборотов, которое двигатель должен совершить, чтобы повернуть шкив, часто больше.

Таким образом, вы можете рассчитать количество оборотов, которое необходимо сделать муфте, чтобы повернуть шкив один раз, и умножить его на количество оборотов, которые делает шкив для достижения желаемой скорости подачи, и вы получите число оборотов в минуту вашего двигателя.

Ходовые винты и шариковые винты

Чтобы понять, как рассчитать обороты для ходовых винтов и шарико-винтовых пар, давайте рассмотрим пример. Рассмотрим ходовой/шариковый винт с шагом 2 мм.

Это означает, что за каждый оборот ходового/шарикового винта гайка перемещается линейно на расстояние 2 мм.

Допустим, вам нужна скорость подачи 150 дюймов в минуту, что составляет около 3810 мм в минуту. Разделите его на шаг, и вы получите 1905, то есть количество оборотов ходового винта с шагом 2 мм, чтобы достичь скорости подачи 150 дюймов в минуту.

Если вы соединяете ходовой винт напрямую с шаговым двигателем, вам понадобится шаговый двигатель с хорошим крутящим моментом при 1905 об/мин.

Тем не менее, почти все шаговые двигатели для ЧПУ своими руками и любители имеют кривую крутящего момента, которая очень низко падает выше 1000 об/мин.

Если вам все еще нужна скорость, вы можете выбрать шестерни, которые увеличат скорость за счет снижения крутящего момента, или изменить приводной механизм и использовать ременную передачу или реечную передачу.

Вы также можете использовать ходовые винты с более высоким шагом. Например, если вы используете ходовой винт с шагом 4 мм, вы можете достичь скорости 150 дюймов в минуту с помощью шагового двигателя с хорошим крутящим моментом при 950 об/мин.

Однако использование ходового винта с большим шагом ухудшает разрешение. Как правило, шаговые двигатели для любителей и самодельщиков имеют разрешение 200 шагов.

Это означает, что если шаг ходового винта составляет 10 мм, минимально возможное расстояние, на которое вы можете переместить ось, составляет 10/200, что составляет 0,05 мм или 0,002 дюйма.

Вы можете улучшить это разрешение, используя функцию микрошагов, поддерживаемую драйверами шаговых двигателей.

 Поиск крутящего момента

Крутящий момент — это то, что заставляет машину вращаться. Это зависит от различных факторов, таких как приводной механизм, линейные направляющие, вес шпинделя, вес порталов и разрезаемый материал.

Вы можете легко измерить крутящий момент, необходимый для перемещения осей. После того, как вы закончите настройку элементов линейного перемещения, вы можете прикрепить резьбу к валу, который соединяется с двигателем.

Убедитесь, что нить прикреплена к муфте по касательной, а затем привяжите другой конец к фиксированному весу или весу.

Затем вам нужно попытаться повернуть вал, потянув за шкалу, и отметить значение шкалы, при котором вал начинает вращаться.

Умножьте это на радиус муфты в том месте, где вы прикрепили резьбу, и вы получите минимальный крутящий момент, необходимый для перемещения осей.

Другой способ — прикрепить гаечный ключ к валу, к которому вы собираетесь прикрепить двигатели, а затем использовать кухонные весы или весы для ванной комнаты, чтобы повернуть гаечный ключ так, чтобы открытый конец гаечного ключа опирался на весы.

Убедитесь, что шкала касается кончика ключа, а не между ними.

Обратите внимание на показания, когда вал начинает вращаться, и разделите значение на длину ключа, вы получите приблизительное значение крутящего момента, необходимого для перемещения вала.

Поскольку шаговые двигатели управляются без обратной связи, добавьте запас по крутящему моменту не менее 50%, чтобы двигатель не пропускал шаги, при желании вы можете добавить запас в 100% или более.

Допустим, вам нужно около 20 унций на дюйм, чтобы привести в движение ваш портал, выберите двигатель, который может обеспечить крутящий момент более 30 унций на дюйм или 40 унций на начальных скоростях.

Крутящий момент и число оборотов являются одними из основных параметров, определяющих производительность вашей сборки. Однако есть и другие параметры, которые необходимо учитывать при выборе правильного шагового двигателя.

Другие факторы, которые следует учитывать при выборе шаговых двигателей
Размер ЧПУ

Размер вашей сборки может быть напрямую связан с размером двигателя. Это связано с тем, что по мере увеличения размера порталы становятся длиннее и, следовательно, тяжелее.

Итак, чтобы двигать более тяжелые порталы, нужны мощные двигатели. Кроме того, когда вы работаете с большими заготовками, чем быстрее работает ЧПУ, тем быстрее будет производство.

Шаговые двигатели по сравнению с двигателями постоянного тока обеспечивают лучшее управление и высокую производительность, чем двигатели постоянного тока того же размера.

Шаговые двигатели имеют стандартные размеры. Он определяет размер корпуса двигателя.

Это ничего не говорит о производительности двигателя, но обычно больший двигатель означает, что он имеет больше обмоток, что означает, что он более мощный, чем двигатель меньшего размера.

 

Оцените статью