Motor pas a pas vs servomotor pas a pas integrat per a CNC

Escollir la solució de control de moviment adequada és una de les decisions més crítiques en el disseny de màquines CNC. El sistema del motor afecta directament la precisió de posicionament, l'estabilitat del tall, l'eficiència de la producció, la complexitat del sistema i els costos de manteniment a llarg termini..

Basat en la cartera de productes de BESFOC i les aplicacions CNC del món real, aquest article ofereix una comparació clara i orientada a l'enginyeria entre els motors pas a pas i Servomotors pas a pas integrats , que ajuden els OEM, els integradors de sistemes i els enginyers d'automatització a prendre decisions informades.

Entendre els requisits de control de moviment CNC

Els requisits de control de moviment CNC es defineixen per la necessitat de precisió, consistència, velocitat i estabilitat operativa a llarg termini . A les màquines CNC modernes, el sistema de control de moviment s'encarrega no només de posicionar l'eina o la peça de treball, sinó també d'assegurar una precisió de mecanitzat repetible durant milers de cicles. Qualsevol debilitat en el control del moviment es tradueix directament en errors dimensionals, defectes superficials, rendiment reduït i augment dels costos de manteniment.

Alta precisió de posicionament i repetibilitat

Les màquines CNC es basen en sistemes de moviment capaços d'aconseguir una precisió de posicionament a nivell de micres . Això requereix que els motors responguin amb precisió a les ordres de control i mantinguin un moviment constant al llarg del temps. La repetibilitat és especialment crítica en la producció per lots, on s'han de produir peces idèntiques amb una desviació mínima. Fins i tot petits errors de posicionament poden provocar ferralla, reelaboració o desgast de l'eina.

Sortida de parell estable a totes les velocitats de funcionament

Durant les operacions CNC, els motors han de proporcionar un parell suau i estable a velocitats baixes i mitjanes. El parell a baixa velocitat és essencial per al contorn, el toc i el posicionament de l'eix Z amb precisió, mentre que l'estabilitat a velocitat mitjana garanteix una eliminació eficient del material. La fluctuació del parell de torsió pot provocar xerrada, tall desigual i fallada prematura de l'eina.

Control suau d'acceleració i desacceleració

Les màquines CNC sovint canvien de direcció i velocitat. Els sistemes de control de moviment efectius proporcionen una acceleració i desacceleració controlades per minimitzar els xocs mecànics. Els perfils de moviment suau redueixen la vibració, protegeixen els cargols de boles i les guies lineals i milloren la qualitat general de mecanitzat.

Supressió de vibracions i control de ressonància

La vibració és un repte important en els sistemes de moviment CNC. Els motors mal controlats poden introduir ressonància, provocant soroll, ondulacions superficials i una precisió dimensional reduïda. Les solucions avançades de control de moviment estan dissenyades per minimitzar la vibració i la ressonància , assegurant camins d'eines més suaus i millors acabats superficials.

Fiabilitat en el funcionament industrial continu

Les màquines CNC industrials solen funcionar durant llargues hores sota càrrega pesada. Els components de control de moviment han de suportar cicles de treball continus , variacions de temperatura i esforços mecànics sense perdre la precisió. La fiabilitat afecta directament el temps de funcionament de la màquina, la productivitat i el cost total de propietat.

Facilitat d'integració i diagnòstic del sistema

Els fabricants moderns de CNC exigeixen sistemes de moviment que siguin fàcils d'integrar, configurar i mantenir . El cablejat simplificat, les interfícies estandarditzades i els diagnòstics integrats ajuden a reduir el temps d'instal·lació i la complexitat de la resolució de problemes. Els sistemes que proporcionen informació sobre l'estat en temps real permeten una detecció més ràpida de fallades i un manteniment preventiu.

En complir aquests requisits bàsics de control de moviment CNC, els fabricants poden garantir una major precisió de mecanitzat, una millor eficiència de producció i estabilitat del sistema a llarg termini , formant la base per a un rendiment fiable i competitiu de la màquina CNC.

Què és un motor pas a pas en aplicacions CNC?

Un motor pas a pas és un dispositiu de moviment de bucle obert que es mou en passos discrets. A les màquines CNC, els motors pas a pas es combinen habitualment amb controladors pas a pas externs i es controlen mitjançant senyals de pols.

Característiques clau dels motors pas a pas CNC

• Control de llaç obert (sense comentaris de posició)

• Alt parell de retenció

• Cablejat senzill i lògica de control

• Rentable per a màquines CNC d'entrada

• Posicionament previsible pas a pas

Avantatges dels motors pas a pas per a màquines CNC

• Baix cost del sistema : ideal per a encaminadors CNC i màquines d'escriptori sensibles al pressupost

• Arquitectura de control simple : no cal ajustar el codificador

• Parell fort a baixa velocitat : apte per a eixos Z i eixos de càrrega lleugera

• Àmplia disponibilitat de mida : MOTOR PAS A PAS NEMA 17, NEMA 23 MOTOR PAS A PAS , Opcions NEMA 34  de MOTOR PAS A PAS disponibles a BESFOC

Limitacions dels motors pas a pas

• Risc de pèrdua de passos per sobrecàrrega

• El parell cau significativament a altes velocitats

• Ressonància mecànica i vibració

• Sense correcció de posició en temps real

Els motors pas a pas són els més adequats per a màquines CNC de càrrega lleugera, encaminadors de fusta, màquines de gravat i plataformes educatives CNC.

Què és un servomotor pas a pas integrat?

Un servomotor pas a pas integrat combina un motor pas a pas, un servocontrolador i un codificador en una única unitat compacta. Aquest disseny crea un sistema de control de llaç tancat que salva la bretxa entre els motors pas a pas tradicionals i els servomotors de CA.

Característiques bàsiques dels servomotors pas a pas integrats

• Control de retroalimentació en bucle tancat

• Correcció automàtica d'errors

• Major parell útil a velocitat

• Controlador i codificador integrats

• Espai de cablejat i armari reduït

BESFOC's Els servomotors de pas a pas integrats estan dissenyats específicament per a entorns CNC industrials , centrant-se en la fiabilitat, la compacitat i la posada en marxa simplificada.

Comparació de rendiment: motor pas a pas i servomotor pas a pas integrat

Precisió i fiabilitat de la posició

• Motor pas a pas : precís amb càrrega normal, però no pot detectar passos perduts

• Servomotor pas a pas integrat : La retroalimentació del codificador garanteix una pèrdua de pas zero , fins i tot amb canvis sobtats de càrrega

Guanyador: Servomotor pas a pas integrat

Característiques de velocitat i parell

• Els motors pas a pas experimenten una ràpida disminució del parell a més RPM

• Els servomotors pas a pas integrats mantenen un parell estable en un rang de velocitat més ampli

Guanyador: Servomotor pas a pas integrat

Vibració i soroll

• Els motors pas a pas de llaç obert són propensos a la ressonància

• Els sistemes integrats de bucle tancat suprimeixen activament les vibracions

Guanyador: Servomotor pas a pas integrat

Integració de sistemes i cablejat

• Els sistemes pas a pas tradicionals requereixen:

• Motor separat

• Conductor extern

• Múltiples cables d'alimentació i senyal

• Els servomotors pas a pas integrats combinen tots els components en una unitat

Guanyador: Servomotor pas a pas integrat

Consideracions de costos

• Els motors pas a pas ofereixen un cost inicial més baix

• Els servomotors pas a pas integrats redueixen:

• Temps de posada en marxa

• Cost de manteniment

• Risc d'inactivitat

Guanyador: depèn del pressupost del projecte i dels objectius de rendiment

Escenaris típics d'aplicació CNC

Quan triar un motor pas a pas

• Encaminadors CNC d'escriptori

• Màquines de gravat lleugeres

• Equips educatius CNC

• Eixos de baixa velocitat i baixa càrrega

• Projectes basats en pressupostos

Quan triar un servomotor pas a pas integrat

• Encaminadors CNC industrials

• Màquines de fresat i tall de metall

• Sistemes de gravat d'alta velocitat

• Màquines CNC multieix

• Aplicacions que requereixen alta fiabilitat i pèrdua de pas zero

Per què els fabricants de CNC trien les solucions de moviment BESFOC

BESFOC ofereix un ecosistema complet de motors CNC, que inclou:

• Motors pas a pas híbrids

• Servomotors pas a pas integrats

• Sistemes pas a pas de bucle tancat

• Motors pas a engranatge planetari

• Motors pas a pas d'engranatge de cuc

Avantatges clau de BESFOC

• Fabricació interna de motors i controladors

• Opcions personalitzades de parell, voltatge i codificador

• Dissenys integrats compactes

• Suport global OEM

• Subministrament estable per a la producció en massa

Guia de selecció: pas a pas vs servo pas a pas integrat per a

CNC CNC,	solució recomanada
Baix cost	Motor pas a pas
Alta fiabilitat de posicionament	Servo Stepper integrat
Funcionament d'alta velocitat	Servo Stepper integrat
Sistema de control senzill	Motor pas a pas
Servei industrial continu	Servo Stepper integrat
Disseny compacte de la màquina	Servo Stepper integrat

Conclusió

Per a les màquines CNC, l'elecció entre un motor pas a pas i un servomotor pas a pas integrat no es tracta només del preu, sinó de l'estabilitat del rendiment, l'eficiència de la producció i la fiabilitat operativa a llarg termini..

• Els motors pas a pas segueixen sent una solució pràctica per a màquines CNC d'entrada i de càrrega lleugera.

• Els servomotors pas a pas integrats ofereixen una solució preparada per al futur per als sistemes CNC industrials que requereixen precisió, velocitat i pèrdua de pas zero.

En alinear la selecció de motors amb les demandes reals de l'aplicació CNC, els fabricants poden millorar significativament el valor, la fiabilitat i la satisfacció del client de la màquina.