Ձեր ռոբոտի կամ CNC մեքենայի համար ճիշտ միկրոքայլային շարժիչի ընտրությունը. Վերջնական ընտրության ուղեցույց

Երբ դուք սկսում եք հետաքրքիր նախագիծ՝ լինի դա ճշգրիտ և սխալներից զերծ սեղանի CNC մեքենայի կառուցում, թե սահուն շարժվող ռոբոտացված ձեռք, ճիշտ հիմնական հզորության բաղադրիչների ընտրությունը հաճախ հաջողության գրավականն է: Բազմաթիվ կատարողական բաղադրիչների շարքում միկրոքայլային շարժիչները դարձել են արտադրողների, ինժեներների և արտադրողների նախընտրելի ընտրությունը՝ իրենց ճշգրիտ բաց ցիկլի կառավարման, գերազանց պտտող մոմենտի պահպանման և համեմատաբար ցածր գնի շնորհիվ:

Սակայն, բախվելով մոդելների լայն բազմազանության և բարդ պարամետրերի, ինչպե՞ս ընտրել ձեր ռոբոտի կամ CNC մեքենայի համար ամենահարմար միկրոքայլային շարժիչը: Սխալ տարբերակի ընտրությունը կարող է հանգեցնել ցածր ճշգրտության, անբավարար հզորության կամ նույնիսկ նախագծի ձախողման: Այս ուղեցույցը կծառայի որպես ձեր վերջնական ընտրության ձեռնարկ՝ քայլ առ քայլ ձեզ առաջնորդելով բոլոր հիմնական գործոնները պարզաբանելու և իմաստուն որոշումներ կայացնելու հարցում:

Քայլ 1. Հասկացեք հիմնական պահանջները՝ ռոբոտների և CNC-ի միջև եղած հիմնարար տարբերությունը

Նախքան որևէ պարամետր ուսումնասիրելը, դուք պետք է պարզաբանեք ձեր կիրառման սցենարի հիմնական պահանջները շարժիչի համար։

Ռոբոտային նախագծեր (օրինակ՝ ռոբոտային ձեռքեր, շարժական ռոբոտներ).

Հիմնական պահանջներ՝ դինամիկ արձագանք, քաշ, չափս և արդյունավետություն: Ռոբոտների միացումները պահանջում են հաճախակի մեկնարկ-կանգառ, փոփոխական արագություն և ուղղության փոփոխություններ, իսկ շարժիչի քաշը անմիջականորեն ազդում է ընդհանուր բեռի և էներգիայի սպառման վրա:

Հիմնական ցուցանիշներ՝ Ավելի մեծ ուշադրություն դարձրեք պտտող մոմենտի արագության կորին (հատկապես միջինից բարձր արագության պտտող մոմենտի դեպքում) և հզորության ու քաշի հարաբերակցությանը։

CNC հաստոցներ (օրինակ՝ 3-առանցքային փորագրական մեքենաներ, լազերային կտրող մեքենաներ):

Հիմնական պահանջներ՝ հրող ուժ, հարթություն, պտտող մոմենտի պահպանում և ճշգրտություն: CNC հաստոցները պետք է հաղթահարեն հսկայական դիմադրություն կտրման կամ փորագրության ժամանակ, պահպանեն հարթ շարժում՝ թրթռումից խուսափելու համար, և ճշգրիտ դիրքավորեն:

Հիմնական ցուցանիշներ՝ ավելի շատ ուշադրություն դարձրեք ցածր արագությունների դեպքում պտտող մոմենտի պահպանմանը, միկրոքայլերի լուծաչափին՝ թրթռումը նվազեցնելու համար, և շարժիչի կոշտությանը։

Այս հիմնարար տարբերության ըմբռնումը հիմք է հանդիսանում հետագա բոլոր ընտրության որոշումների համար։

Քայլ 2. Միկրո քայլային շարժիչների հինգ հիմնական պարամետրերի մեկնաբանություն

Ահա հինգ հիմնական պարամետրեր, որոնց պետք է ուշադրություն դարձնել տվյալների ձեռնարկում։

1. Չափսերը և պտտող մոմենտը՝ ուժի անկյունաքարը

Չափը (մեքենայի հիմքի համարը): սովորաբար արտահայտվում է միլիմետրերով (օրինակ՝ NEMA 11, 17, 23): NEMA ստանդարտը սահմանում է շարժիչների տեղադրման չափերը, այլ ոչ թե դրանց կատարողականությունը: NEMA 17-ը ամենատարածված չափսն է սեղանադիր ռոբոտների և CNC մեքենաների համար, որը լավ հավասարակշռություն է ապահովում չափի և պտտող մոմենտի միջև: Ավելի փոքր NEMA 11/14-ը հարմար է թեթև բեռի ռոբոտային միացումների համար, իսկ ավելի մեծ NEMA 23-ը՝ մեծ CNC մեքենաների համար:

Պահպանեք մոմենտը. Միավորը N · սմ կամ Oz · դյույմ է: Սա առավելագույն պտտող մոմենտն է, որը շարժիչը կարող է առաջացնել, երբ միացված է, բայց չի պտտվում: Սա շարժիչի ամրությունը չափելու ամենակարևոր ցուցանիշն է: CNC հաստոցների համար անհրաժեշտ է բավարար պահող մոմենտ՝ կտրող ուժերին դիմակայելու համար. ռոբոտների համար անհրաժեշտ է հաշվարկել միացումների համար անհրաժեշտ առավելագույն պտտող մոմենտը:

Ինչպե՞ս գնահատել անհրաժեշտ պտտող մոմենտը։

CNC հաստոցների համար կոպիտ կանոնն այն է, որ անհրաժեշտ է պտտող մոմենտ, որը կարող է ապահովել առնվազն 20-30 Ն (մոտավորապես 2-3 կիլոգրամ) առանցքային հրող ուժ: Սա պետք է փոխակերպվի պտուտակի լարի և արդյունավետության միջոցով: Ռոբոտների համար անհրաժեշտ են բարդ դինամիկ հաշվարկներ՝ հիմնված թևի երկարության, բեռի քաշի և արագացման վրա: Համոզվեք, որ թողնում եք 30%-50% պտտող մոմենտի սահման՝ շփման և իներցիայի նման անորոշ գործոնների հետ գործ ունենալու համար:

2.Քայլի անկյունը և ճշգրտությունը՝ քայլի հոգին

Քայլի անկյուն. օրինակ՝ 1.8° կամ 0.9°: 1.8° շարժիչը պտտվում է յուրաքանչյուր 200 քայլը մեկ անգամ, մինչդեռ 0.9° շարժիչը պահանջում է 400 քայլ: Որքան փոքր է քայլի անկյունը, այնքան բարձր է շարժիչի ներքին ճշգրտությունը: 0.9° շարժիչը սովորաբար ավելի հարթ է աշխատում ցածր արագություններով:

3. Հոսանք և լարում – Դրայվերների համապատասխանեցում

Փուլային հոսանք. Միավորը Ամպերն է (Ա): Սա շարժիչի յուրաքանչյուր փուլային փաթույթի դիմանալու առավելագույն անվանական հոսանքն է: Այս պարամետրը ուղղակիորեն որոշում է, թե որ փոխանցման տուփը պետք է ընտրեք: Դրայվերի ելքային հոսանքի հզորությունը պետք է համապատասխանի շարժիչին:

Լարում. Էլեկտրաշարժիչները սովորաբար գնահատվում են իրենց գնահատված լարման համար, սակայն իրական աշխատանքային լարումը կարող է շատ ավելի բարձր լինել, քան սա (որոշվում է վարորդի կողմից): Ավելի բարձր լարումը նպաստում է շարժիչի բարձր արագության կատարողականության բարելավմանը:

4. Ինդուկտիվություն և բարձր արագության կատարողականություն՝ հիմնական գործոններ, որոնք հեշտությամբ անտեսվում են

Ինդուկտիվությունը շարժիչի բարձր արագության պտտող մոմենտի վրա ազդող հիմնական գործոն է: Ցածր ինդուկտիվությամբ շարժիչները կարող են ավելի արագ հոսանք ստեղծել, ինչը հանգեցնում է բարձր արագությունների դեպքում ավելի լավ աշխատանքի: Եթե ձեր ռոբոտի միացումները պետք է արագ պտտվեն, կամ եթե ձեր CNC մեքենան ցանկանում է մեծացնել սնուցման արագությունը, ապա պետք է առաջնահերթություն տաք ցածր ինդուկտիվությամբ մոդելներին:

5. Լիսեռի տեսակը և ելքային գծի մեթոդը. մեխանիկական միացման մանրամասները

Առանցքակալների տեսակները՝ օպտիկական առանցք, մեկ հարթ լիսեռ, կրկնակի հարթ լիսեռ, փոխանցման լիսեռ։ D-տիպի կտրումը (մեկ հարթ լիսեռ) ամենատարածվածն է և կարող է արդյունավետորեն կանխել միացման սահքը։

Արտահոսքի մեթոդ. ուղղակի ելքային կամ միացվող։ Միացվող մեթոդը (օրինակ՝ 4-փինանոց կամ 6-փինանոց ավիացիոն գլխիկ) հարմար է տեղադրման և սպասարկման համար և ավելի պրոֆեսիոնալ ընտրություն է։

Քայլ 3. Անփոխարինելի գործընկեր՝ ինչպես ընտրել քայլային շարժիչի դրայվեր

Շարժիչն ինքնին չի կարող աշխատել և պետք է զուգակցվի քայլային շարժիչի դրայվերի հետ։ Դրայվերի որակը ուղղակիորեն որոշում է համակարգի վերջնական աշխատանքը։

Միկրո քայլ։ Ամբողջ քայլը բաժանեք մի քանի միկրոքայլերի (օրինակ՝ 16, 32, 256 միկրոքայլեր): Միկրոքայլերի հիմնական գործառույթը շարժիչի շարժումը չափազանց հարթ դարձնելն է՝ զգալիորեն նվազեցնելով թրթռումն ու աղմուկը, ինչը կարևոր է CNC հաստոցների մակերեսի որակի համար:

Ընթացիկ վերահսկողություն՝ Գերազանց դրայվերներն ունեն ավտոմատ կիսահոսքի ֆունկցիա։ Ավտոմատ կերպով նվազեցնում են հոսանքը, երբ շարժիչը անշարժ է, նվազեցնելով ջերմության առաջացումը և էներգիայի սպառումը։

Հաճախ օգտագործվող դրայվերային չիպեր/մոդուլներ՝

Մուտքի մակարդակ՝ A4988- Ցածր գին, հարմար է պարզ ռոբոտային նախագծերի համար։

Հիմնական ընտրություն. TMC2208/TMC2209- Աջակցում է անձայն վարման (StealthShop ռեժիմ), աշխատում է չափազանց անձայն, հիանալի ընտրություն է CNC հաստոցների համար և ապահովում է ավելի առաջադեմ կառավարման գործառույթներ:

Բարձր կատարողականություն: DRV8825/TB6600-ը ապահովում է ավելի բարձր հոսանքի և լարման աջակցություն, հարմար է այն կիրառությունների համար, որոնք պահանջում են ավելի մեծ պտտող մոմենտ։

Հիշե՛ք. Լավ վարորդը կարող է առավելագույնի հասցնել շարժիչի ներուժը։

Քայլ 4. Գործնական ընտրության գործընթաց և տարածված սխալ պատկերացումներ

Չորս քայլ ընտրության մեթոդ.

Սահմանել բեռը. Հստակ սահմանեք ձեր մեքենայի շարժման համար անհրաժեշտ առավելագույն քաշը, պահանջվող արագացումը և արագությունը։

Հաշվարկել մոմենտը՝ Օգտագործեք առցանց պտտող մոմենտի հաշվիչ կամ մեխանիկական բանաձև՝ պահանջվող պտտող մոմենտը գնահատելու համար։

Շարժիչների նախնական ընտրություն. Ընտրեք 2-3 թեկնածու մոդելներ՝ հիմնվելով պտտող մոմենտի և չափսերի պահանջների վրա, և համեմատեք դրանց պտտող մոմենտի արագության կորերը։

Խաղի վարորդ. Ընտրեք համապատասխան դրայվերի մոդուլը և սնուցման աղբյուրը՝ հիմնվելով շարժիչի փուլային հոսանքի և անհրաժեշտ գործառույթների վրա (օրինակ՝ լռեցում, բարձր ձայնի անջատում):

Տարածված սխալ պատկերացումներ (փոսերից խուսափելու ուղեցույց).

Սխալ պատկերացում 1: Որքան մեծ է պտտող մոմենտը, այնքան լավ: Չափազանց մեծ պտտող մոմենտը նշանակում է ավելի մեծ շարժիչներ, ավելի ծանր քաշ և ավելի բարձր էներգիայի սպառում, ինչը հատկապես վնասակար է ռոբոտի հոդերի համար:

Սխալ պատկերացում 2:Կենտրոնացեք միայն պտտող մոմենտի պահպանման վրա և անտեսեք բարձր արագության պտտող մոմենտը: Շարժիչը բարձր պտտող մոմենտ ունի ցածր արագությունների դեպքում, բայց արագության աճին զուգընթաց պտտող մոմենտը կնվազի: Համոզվեք, որ ստուգել եք պտտող մոմենտի արագության կորի գրաֆիկը:

Սխալ պատկերացում 3: Անբավարար սնուցում։ Սնուցումը համակարգի էներգիայի աղբյուրն է։ Թույլ սնուցման աղբյուրը չի կարող շարժիչին ապահովել իր ողջ ներուժով։ Սնուցման աղբյուրի լարումը պետք է լինի առնվազն շարժիչի անվանական լարման միջնակետը, իսկ հոսանքի հզորությունը պետք է լինի շարժիչի բոլոր փուլային հոսանքների գումարի 60%-ից մեծ։

Քայլ 5. Լրացուցիչ նկատառումներ. Ե՞րբ է անհրաժեշտ դիտարկել փակ ցիկլային համակարգերը:

Ավանդական քայլային շարժիչները կառավարվում են բաց ցիկլով, և եթե բեռը չափազանց մեծ է և ստիպում է շարժիչին «կորցնել քայլը», կարգավորիչը չի կարող դա գիտակցել: Սա ճակատագրական թերություն է 100% հուսալիություն պահանջող կիրառությունների համար, ինչպիսիք են առևտրային կարգի CNC մշակումը:

Փակ ցիկլով քայլային շարժիչը շարժիչի հետևի մասում ինտեգրում է կոդավորիչ, որը կարող է իրական ժամանակում վերահսկել դիրքը և ուղղել սխալները: Այն համատեղում է քայլային շարժիչների բարձր պտտող մոմենտի և սերվոշարժիչների հուսալիության առավելությունները: Եթե ձեր նախագիծը՝

Շեղման ռիսկը թույլատրելի չէ։

Անհրաժեշտ է լիովին օգտագործել շարժիչի առավելագույն հզորությունը (փակ ցիկլը կարող է ապահովել ավելի բարձր արագություններ):

Այն օգտագործվում է առևտրային ապրանքների համար։

Այսպիսով, փակ ցիկլով քայլային համակարգի մեջ ներդրում կատարելը արժե այն։

Եզրակացություն

Ձեր ռոբոտի կամ CNC մեքենայի համար համապատասխան միկրոքայլային շարժիչի ընտրությունը համակարգային ինժեներիա է, որը պահանջում է մեխանիկական, էլեկտրական և կառավարման ասպեկտների համապարփակ քննարկում: Չկա «լավագույն» շարժիչ, կա միայն «ամենահարմար» շարժիչը:

Ամփոփելով հիմնական կետերը՝ սկսած կիրառման սցենարից, ռոբոտները առաջնահերթություն են տալիս դինամիկ կատարողականին և քաշին, մինչդեռ CNC հաստոցները՝ ստատիկ պտտող մոմենտին և կայունությանը: Հստակորեն հասկացեք պտտող մոմենտի, հոսանքի և ինդուկտիվության հիմնական պարամետրերը և հագեցրեք այն գերազանց դրայվերով և բավարար էլեկտրամատակարարմամբ: Այս հոդվածում տրված ուղեցույցի միջոցով հուսով եմ, որ դուք կարող եք վստահորեն կատարել կատարյալ ընտրություն ձեր հաջորդ հիանալի նախագծի համար՝ ապահովելով, որ ձեր ստեղծագործությունները աշխատեն ճշգրիտ, հզոր և հուսալի: