თქვენი რობოტის ან CNC მანქანისთვის სწორი მიკრო საფეხუროვანი ძრავის არჩევა: საბოლოო შერჩევის სახელმძღვანელო

როდესაც საინტერესო პროექტს იწყებთ - იქნება ეს ზუსტი და შეცდომებისგან თავისუფალი სამაგიდო CNC მანქანის აწყობა თუ გლუვად მოძრავი რობოტული მკლავი - სწორი ბირთვის სიმძლავრის კომპონენტების არჩევა ხშირად წარმატების გასაღებია. მრავალრიცხოვან საოპერაციო კომპონენტებს შორის, მიკროსტეპერული ძრავები მწარმოებლების, ინჟინრებისა და მწარმოებლების სასურველი არჩევანი გახდა მათი ზუსტი ღია მარყუჟის მართვის, შესანიშნავი ბრუნვის მომენტის შენარჩუნებისა და შედარებით დაბალი ღირებულების გამო.

თუმცა, მოდელების ფართო სპექტრისა და რთული პარამეტრების წინაშე დგომისას, როგორ ავირჩიოთ ყველაზე შესაფერისი მიკროსტეპერული ძრავა თქვენი რობოტის ან CNC მანქანისთვის? არასწორი ვარიანტის არჩევამ შეიძლება გამოიწვიოს დაბალი სიზუსტე, არასაკმარისი სიმძლავრე ან თუნდაც პროექტის წარუმატებლობა. ეს სახელმძღვანელო გამოგადგებათ, როგორც საბოლოო შერჩევის სახელმძღვანელო, რომელიც ეტაპობრივად გაგიძღვებათ ყველა ძირითადი ფაქტორის გარკვევასა და გონივრული გადაწყვეტილებების მიღებაში.

ნაბიჯი 1: გაიგეთ ძირითადი მოთხოვნები - ფუნდამენტური განსხვავება რობოტებსა და CNC-ს შორის

ნებისმიერი პარამეტრის შესწავლამდე, უნდა დააზუსტოთ ძრავისთვის თქვენი გამოყენების სცენარის ძირითადი მოთხოვნები.

რობოტების პროექტები (როგორიცაა რობოტული მკლავები, მობილური რობოტები):

ძირითადი მოთხოვნები: დინამიური რეაგირება, წონა, ზომა და ეფექტურობა. რობოტების სახსრები საჭიროებენ ხშირ ჩართვა-გამორთვას, ცვლად სიჩქარეს და მიმართულების ცვლილებებს, ხოლო ძრავის წონა პირდაპირ გავლენას ახდენს საერთო დატვირთვასა და ენერგომოხმარებაზე.

ძირითადი მაჩვენებლები: მეტი ყურადღება მიაქციეთ ბრუნვის მომენტის სიჩქარის მრუდს (განსაკუთრებით საშუალო და მაღალი სიჩქარის ბრუნვის მომენტის) და სიმძლავრისა და წონის თანაფარდობას.

CNC ჩარხები (მაგალითად, 3-ღერძიანი გრავირების მანქანები, ლაზერული ჭრის მანქანები):

ძირითადი მოთხოვნები: ბიძგი, სიგლუვე, ბრუნვის მომენტის შენარჩუნება და სიზუსტე. CNC დაზგები უნდა უმკლავდებოდეს უზარმაზარ წინააღმდეგობას ჭრის ან გრავირების დროს, ინარჩუნებდეს გლუვ მოძრაობას ვიბრაციის თავიდან ასაცილებლად და ზუსტად ათავსებდეს მას.

ძირითადი ინდიკატორები: მეტი ყურადღება მიაქციეთ დაბალი სიჩქარით ბრუნვის მომენტის შენარჩუნებას, ვიბრაციის შესამცირებლად მიკროსაფეხურების გარჩევადობას და ძრავის სიმყარეს.

ამ ფუნდამენტური განსხვავების გააზრება ყველა შემდგომი შერჩევის გადაწყვეტილების საფუძველია.

ნაბიჯი 2: მიკრო საფეხუროვანი ძრავების ხუთი ძირითადი პარამეტრის ინტერპრეტაცია

აქ მოცემულია ხუთი ძირითადი პარამეტრი, რომლებსაც ყურადღება უნდა მიაქციოთ მონაცემთა სახელმძღვანელოში.

1. ზომა და ბრუნვის მომენტი - სიმტკიცის ქვაკუთხედი

ზომა (მანქანის ბაზის ნომერი): როგორც წესი, გამოისახება მილიმეტრებში (მაგალითად, NEMA 11, 17, 23). NEMA სტანდარტი განსაზღვრავს ძრავების სამონტაჟო ზომებს და არა მათ მუშაობას. NEMA 17 ყველაზე პოპულარული ზომაა სამაგიდო რობოტებისა და CNC-სთვის, რაც ზომასა და ბრუნვის მომენტს შორის კარგ ბალანსს აღწევს. უფრო პატარა NEMA 11/14 შესაფერისია მსუბუქი დატვირთვის რობოტის შეერთებებისთვის; უფრო დიდი NEMA 23 შესაფერისია დიდი CNC ჩარხებისთვის.

ბრუნვის მომენტის შენარჩუნება: ერთეულია N · სმ ან Oz · ინჩი. ეს არის მაქსიმალური ბრუნვის მომენტი, რომლის გენერირებაც ძრავას შეუძლია ენერგიის წყაროს მუშაობისას, მაგრამ ბრუნვის გარეშე. ეს ძრავის სიმტკიცის გაზომვის ყველაზე მნიშვნელოვანი მაჩვენებელია. CNC ჩარხებისთვის საჭიროა საკმარისი დაჭერის ბრუნვის მომენტი ჭრის ძალების წინააღმდეგობისთვის; რობოტებისთვის აუცილებელია შეერთებებისთვის საჭირო მაქსიმალური ბრუნვის მომენტის გამოთვლა.

როგორ შევაფასოთ საჭირო ბრუნვის მომენტი?

CNC ჩარხებისთვის, უხეში წესის თანახმად, საჭიროა ბრუნვის მომენტი, რომელსაც შეუძლია უზრუნველყოს მინიმუმ 20-30 ნ (დაახლოებით 2-3 კილოგრამი) ღერძული ბიძგი. ეს უნდა გარდაიქმნას ხრახნის გამტარისა და ეფექტურობის მეშვეობით. რობოტებისთვის საჭიროა რთული დინამიური გამოთვლები, რომლებიც დაფუძნებულია მკლავის სიგრძეზე, დატვირთვის წონასა და აჩქარებაზე. დარწმუნდით, რომ დატოვებული გაქვთ 30%-50%-იანი ბრუნვის მომენტის ზღვარი, რათა გაუმკლავდეთ ისეთ გაურკვეველ ფაქტორებს, როგორიცაა ხახუნი და ინერცია.

2.ნაბიჯის კუთხე და სიზუსტე - ნაბიჯის სული

ნაბიჯის კუთხე: მაგალითად, 1.8° ან 0.9°. 1.8°-იანი ძრავა ბრუნავს ყოველ 200 ნაბიჯში ერთხელ, ხოლო 0.9°-იანი ძრავა 400 ნაბიჯს საჭიროებს. რაც უფრო მცირეა ნაბიჯის კუთხე, მით უფრო მაღალია ძრავის თანდაყოლილი სიზუსტე. 0.9°-იანი ძრავა, როგორც წესი, უფრო გლუვია დაბალი სიჩქარით მუშაობისას.

3. დენი და ძაბვა - დრაივერების შესაბამისობა

ფაზის დენი: ერთეულია ამპერი (A). ეს არის მაქსიმალური ნომინალური დენი, რომლის გაუძლებაც ძრავის თითოეულ ფაზურ გრაგნილს შეუძლია. ეს პარამეტრი პირდაპირ განსაზღვრავს, თუ რომელი ძრავა უნდა აირჩიოთ. ძრავის გამომავალი დენის სიმძლავრე უნდა შეესაბამებოდეს ძრავას.

ძაბვა: ძრავები, როგორც წესი, შეფასებულია მათი ნომინალური ძაბვის მიხედვით, მაგრამ ფაქტობრივი სამუშაო ძაბვა შეიძლება გაცილებით მაღალი იყოს (რასაც მძღოლი განსაზღვრავს). უფრო მაღალი ძაბვა ხელს უწყობს ძრავის მაღალსიჩქარიანი მუშაობის გაუმჯობესებას.

4. ინდუქციურობა და მაღალსიჩქარიანი მუშაობა - ძირითადი ფაქტორები, რომლებიც ადვილად იგნორირებულია

ინდუქციურობა ძრავის მაღალსიჩქარიან ბრუნვაზე გავლენის მქონე მთავარი ფაქტორია. დაბალი ინდუქციურობის ძრავებს შეუძლიათ დენის უფრო სწრაფად შექმნან, რაც მაღალ სიჩქარეებზე უკეთეს მუშაობას იწვევს. თუ თქვენი რობოტის სახსრებს სწრაფად ბრუნვა სჭირდება, ან თუ თქვენს CNC მანქანას სურს მიწოდების სიჩქარის გაზრდა, უპირატესობა უნდა მიანიჭოთ დაბალი ინდუქციურობის მქონე მოდელებს.

5. ლილვის ტიპი და გამომავალი ხაზის მეთოდი - მექანიკური შეერთების დეტალები

ლილვის ტიპები: ოპტიკური ღერძი, ერთი ბრტყელი ლილვი, ორმაგი ბრტყელი ლილვი, გადაცემათა კოლოფის ლილვი. D-ტიპის მორთვა (ერთი ბრტყელი ლილვი) ყველაზე გავრცელებულია და ეფექტურად უშლის ხელს შეერთების სრიალს.

გამავალი მეთოდი: პირდაპირი გამავალი ან შემაერთებელი. შემაერთებელი მეთოდი (მაგალითად, 4-პინიანი ან 6-პინიანი საავიაციო თავი) მოსახერხებელია ინსტალაციისა და მოვლა-პატრონობისთვის და უფრო პროფესიონალურ არჩევანს წარმოადგენს.

ნაბიჯი 3: შეუცვლელი პარტნიორი - როგორ ავირჩიოთ სტეპერ ძრავის დრაივერი

ძრავა თავად ვერ იმუშავებს და უნდა იყოს შეწყვილებული საფეხურებრივ ძრავის დრაივერთან. დრაივერის ხარისხი პირდაპირ განსაზღვრავს სისტემის საბოლოო მუშაობას.

მიკრონაბიჯი: მთელი ნაბიჯი დაყავით რამდენიმე მიკრონაბიჯად (მაგალითად, 16, 32, 256 მიკრონაბიჯად). მიკრონაბიჯების მთავარი ფუნქციაა ძრავის მოძრაობის უკიდურესად გლუვი გახადოს, მნიშვნელოვნად შეამციროს ვიბრაცია და ხმაური, რაც გადამწყვეტია CNC ჩარხების ზედაპირის ხარისხისთვის.

მიმდინარე კონტროლი: შესანიშნავ დრაივერებს აქვთ ავტომატური ნახევრად დენის ფუნქცია. ავტომატურად ამცირებს დენს, როდესაც ძრავა უძრავადაა, რაც ამცირებს სითბოს გამომუშავებას და ენერგიის მოხმარებას.

გავრცელებული დრაივერის ჩიპები/მოდულები:

საწყისი დონე: A4988 - დაბალი ღირებულება, შესაფერისია მარტივი რობოტების პროექტებისთვის.

მეინსტრიმული არჩევანი: TMC2208/TMC2209 - მხარს უჭერს ჩუმ მუშაობას (StealthShop რეჟიმი), მუშაობს უკიდურესად ჩუმად, წარმოადგენს შესანიშნავ არჩევანს CNC ჩარხებისთვის და უზრუნველყოფს უფრო მოწინავე მართვის ფუნქციებს.

მაღალი შესრულება: DRV8825/TB6600 - უზრუნველყოფს უფრო მაღალი დენის და ძაბვის მხარდაჭერას, შესაფერისია იმ აპლიკაციებისთვის, რომლებიც უფრო მეტ ბრუნვის მომენტს მოითხოვს.

გახსოვდეთ: კარგ მძღოლს შეუძლია მაქსიმალურად გამოიყენოს ძრავის პოტენციალი.

ნაბიჯი 4: პრაქტიკული შერჩევის პროცესი და გავრცელებული მცდარი წარმოდგენები

ოთხსაფეხურიანი შერჩევის მეთოდი:

დატვირთვის განსაზღვრა: მკაფიოდ განსაზღვრეთ მაქსიმალური წონა, საჭირო აჩქარება და სიჩქარე, რომლის გადასაადგილებლადაც თქვენი მანქანაა საჭირო.

ბრუნვის მომენტის გამოთვლა: საჭირო ბრუნვის შესაფასებლად გამოიყენეთ ონლაინ ბრუნვის კალკულატორი ან მექანიკური ფორმულა.

ძრავების წინასწარი შერჩევა: ბრუნვის მომენტისა და ზომის მოთხოვნების მიხედვით აირჩიეთ 2-3 კანდიდატი მოდელი და შეადარეთ მათი ბრუნვის მომენტის სიჩქარის მრუდები.

მატჩის მძღოლი: ძრავის ფაზური დენის და საჭირო ფუნქციების (მაგალითად, ხმის გამორთვა, მაღალი სიხშირის ქვეგანყოფილება) მიხედვით, აირჩიეთ შესაბამისი დრაივერის მოდული და კვების წყარო.

გავრცელებული მცდარი წარმოდგენები (ორმოების თავიდან აცილების სახელმძღვანელო):

მცდარი წარმოდგენა 1: რაც უფრო დიდია ბრუნვის მომენტი, მით უკეთესი. ჭარბი ბრუნვის მომენტი ნიშნავს უფრო დიდ ძრავებს, უფრო მეტ წონას და უფრო მეტ ენერგომოხმარებას, რაც განსაკუთრებით საზიანოა რობოტის სახსრებისთვის.

მცდარი წარმოდგენა 2:ყურადღება მხოლოდ ბრუნვის მომენტის შენარჩუნებაზე გაამახვილეთ და მაღალ სიჩქარეზე ბრუნვის მომენტი უგულებელყავით. ძრავას დაბალი სიჩქარით მაღალი ბრუნვის მომენტი აქვს, მაგრამ სიჩქარის ზრდასთან ერთად ბრუნვის მომენტი შემცირდება. აუცილებლად შეამოწმეთ ბრუნვის მომენტის სიჩქარის მრუდის ცხრილი.

მცდარი წარმოდგენა 3: არასაკმარისი დენის წყარო. დენის წყარო სისტემის ენერგიის წყაროა. სუსტი დენის წყარო ვერ უზრუნველყოფს ძრავის სრულ პოტენციალს. დენის წყაროს ძაბვა უნდა იყოს მინიმუმ დრაივერის ნომინალური ძაბვის შუა წერტილი, ხოლო დენის სიმძლავრე უნდა იყოს ძრავის ყველა ფაზური დენის ჯამის 60%-ზე მეტი.

ნაბიჯი 5: დამატებითი მოსაზრებები - როდის უნდა განვიხილოთ დახურული ციკლის სისტემები?

ტრადიციული საფეხუროვანი ძრავები ღია ციკლით კონტროლდება და თუ დატვირთვა ძალიან დიდია და ძრავას „ნაბიჯის დაკარგვას“ იწვევს, კონტროლერი ამას ვერ ამჩნევს. ეს ფატალური ნაკლია იმ აპლიკაციებისთვის, რომლებიც 100%-იან საიმედოობას მოითხოვს, მაგალითად, კომერციული კლასის CNC დამუშავებისთვის.

დახურული ციკლის საფეხუროვანი ძრავა ძრავის უკანა ბოლოში ინტეგრირებულია ენკოდერით, რომელსაც შეუძლია რეალურ დროში პოზიციის მონიტორინგი და შეცდომების გამოსწორება. ის აერთიანებს საფეხუროვანი ძრავებისთვის მაღალი ბრუნვის მომენტისა და სერვოძრავებისთვის საიმედოობის უპირატესობებს. თუ თქვენი პროექტი:

გადახრის რისკი დაუშვებელია.

აუცილებელია ძრავის მაქსიმალური სიმძლავრის სრულად გამოყენება (დახურულ ციკლს შეუძლია უზრუნველყოს უფრო მაღალი სიჩქარე).

იგი გამოიყენება კომერციული პროდუქტებისთვის.

ასე რომ, დახურული მარყუჟის საფეხურებრივ სისტემაში ინვესტიციის ჩადება ღირს.

დასკვნა

თქვენი რობოტის ან CNC დაზგისთვის შესაბამისი მიკროსტეპერული ძრავის არჩევა სისტემური ინჟინერიაა, რომელიც მოითხოვს მექანიკური, ელექტრო და მართვის ასპექტების ყოვლისმომცველ განხილვას. არ არსებობს „საუკეთესო“ ძრავა, არსებობს მხოლოდ „ყველაზე შესაფერისი“ ძრავა.

ძირითადი პუნქტების შეჯამებისთვის, გამოყენების სცენარიდან დაწყებული, რობოტები უპირატესობას ანიჭებენ დინამიურ მუშაობას და წონას, ხოლო CNC ჩარხები - სტატიკურ ბრუნვის მომენტს და სტაბილურობას. მტკიცედ გაითავისეთ ბრუნვის მომენტის, დენის და ინდუქციურობის ძირითადი პარამეტრები და აღჭურვეთ ისინი შესანიშნავი დრაივერით და საკმარისი დენის წყაროთი. ამ სტატიაში მოცემული ინსტრუქციის წყალობით, იმედი მაქვს, რომ თქვენ შეძლებთ თავდაჯერებულად გააკეთოთ იდეალური არჩევანი თქვენი შემდეგი შესანიშნავი პროექტისთვის, რაც უზრუნველყოფს თქვენი ნამუშევრების ზუსტად, ძლიერად და საიმედოდ მუშაობას.