المشاهدات: 573 المؤلف: محرر الموقع وقت النشر: 2016-04-20 الأصل: موقع
لقد تم تطوير آلات التحكم العددي المحوسب (CNC) تاريخيًا وفي المقام الأول لتحقيق تحديد دقيق ومحدد للأداة وقطعة العمل بالنسبة لبعضها البعض.يعتمد نظام تحديد المواقع بأكمله ببساطة على إحداثيات مساحة عمل الآلة أو المغلف.من أجل تحقيق هذه الإحداثيات لتحديد موضع أو حركة الأداة و/أو طاولة الآلة (أو قطعة العمل)، توفر آلة CNC الأوامر للمحركات الكهربائية المختلفة من خلال رموز CNC المختلفة والبيانات التي يقدمها المشغل في النموذج برنامج جزئي.وبالتالي، فإن دقة وإحكام آلات CNC هذه وبالتالي أداء آلات CNC يعتمد بشكل أساسي على الحركة الدقيقة والمحددة للأداة و/أو طاولة الآلة (أو قطعة العمل) الناتجة عن هذه المحركات الكهربائية والآليات المرتبطة بها.تحدث هذه الحركات للأداة أو قطعة العمل على طول بعض محاور آلة CNC، وبالتالي يشار إلى المحركات الكهربائية المختلفة التي تؤثر على هذه الحركات على أنها محركات محاور.بالنسبة لمحركات المحاور، تستخدم آلات CNC بشكل أساسي نوعين من المحركات. المحركات السائر و أجهزة المحركات .كل فئة من هذه الفئات من المحركات لديها العديد من المتغيرات ولكل منها مزاياه وعيوبه.المحركات المؤازرة ليست فئة محددة من المحركات على الرغم من أن مصطلح المحرك المؤازر غالبًا ما يستخدم للإشارة إلى محرك مناسب للاستخدام في أنظمة التحكم ذات الحلقة المغلقة التي تتطلب آليات التغذية الراجعة.المحرك المتدرج هو محرك يحركه النبض ويغير الموضع الزاوي للدوار في خطوات ويستخدم على نطاق واسع في أنظمة التحكم في موضع الحلقة المفتوحة منخفضة التكلفة والتي لا تتطلب آليات تغذية مرتدة.توفر هذه الدراسة فهمًا للتكنولوجيا وعمليات المحركات السائر التي يجب أن تساعد في اختيارها وربما تطويرها لزيادة تحسين أداء آلات CNC.
تُستخدم محركات السائر على نطاق واسع في آلات CNC للتحكم الدقيق في الموضع.إنها تتحرك في خطوات منفصلة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب تحديد المواقع بدقة.تُستخدم محركات السائر بشكل شائع لقيادة المحاور (مثل X وY وZ) في آلات CNC.
توفر المحركات المؤازرة قدرات عالية في عزم الدوران والسرعة وتستخدم في آلات CNC التي تتطلب أداءً أعلى واستجابة ديناميكية.أنها توفر التحكم الدقيق في الموقع والسرعة والتسارع.غالبًا ما تُستخدم المحركات المؤازرة في آلات CNC المتطورة لمهام مثل التحكم في المغزل وحركة المحور السريعة.
محركات المغزل هي محركات متخصصة تستخدم خصيصًا لقيادة المغزل في آلات CNC.تم تصميم هذه المحركات لتوفير طاقة وسرعة عالية لمهام مثل القطع والحفر والطحن.يمكن أن تكون المحركات المغزلية من أنواع مختلفة، بما في ذلك المحركات الحثية AC، أو محركات DC، أو المحركات المتخصصة عالية السرعة وفقًا لمتطلبات التطبيق.
المحركات الخطية في آلات CNC حيث تكون الحركة الخطية مطلوبة بدلاً من الحركة الدوارة. تُستخدم توفر هذه المحركات قدرات عالية السرعة والتسارع وغالبًا ما تستخدم في تطبيقات مثل آلات الطحن والقطع بالليزر عالية السرعة.
تلغي محركات الدفع المباشر الحاجة إلى مكونات ناقل الحركة الميكانيكية مثل التروس أو الأحزمة عن طريق ربط المحرك بالحمل مباشرة.إنها توفر دقة عالية وتقليل رد الفعل العكسي وزيادة الموثوقية.تُستخدم محركات الدفع المباشر بشكل شائع في آلات CNC للمهام التي تتطلب دقة ودقة عالية، مثل الطاولات الدوارة وأنظمة الفهرسة.
تجمع محركات السائر الهجينة بين ميزات محركات السائر والمحركات المؤازرة، مما يوفر فوائد كليهما.إنها توفر عزم دوران عاليًا عند السرعات المنخفضة مثل المحركات السائر وتشغيل عالي السرعة مع استجابة ديناميكية مشابهة للمحركات المؤازرة.تُستخدم المحركات الهجينة في آلات CNC حيث يلزم تحقيق التوازن بين التكلفة والأداء والدقة.
يعتمد اختيار نوع المحرك في ماكينة CNC على عوامل مثل متطلبات التطبيق المحددة والأداء المطلوب والدقة واعتبارات التكلفة ونوع عمليات التشغيل التي ستقوم بها الآلة.
آلات CNC هي أدوات آلية يتم التحكم فيها بواسطة أجهزة الكمبيوتر.إنهم ينفذون بدقة أوامر مبرمجة مسبقًا لتنفيذ مجموعة من المهام، مثل القطع والطحن والحفر وتشكيل المواد المختلفة مثل المعدن والخشب والبلاستيك.توفر هذه الآلات دقة وتكرارًا وكفاءة لا مثيل لها، مما يجعلها لا غنى عنها في التصنيع الحديث.
المحركات في آلات CNC هي المسؤولة عن ترجمة الطاقة الكهربائية إلى حركة ميكانيكية.إنها تقود حركة المكونات المختلفة، بما في ذلك أداة القطع، وقطعة العمل، ومحاور الحركة المختلفة (مثل محاور X وY وZ في ماكينات CNC ثلاثية المحاور).يحدد نوع المحرك المستخدم سرعة الماكينة ودقتها وقدراتها.
تُستخدم محركات السائر على نطاق واسع في آلات CNC للتحكم الدقيق في الموضع والسرعة.إنها تتحرك في خطوات منفصلة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب تحديد المواقع بدقة، مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد والنماذج الأولية.ومع ذلك، فإنها قد تفتقر إلى السرعة وعزم الدوران لأنواع المحركات الأخرى.
تحديد المواقع بدقة
نظام تحكم بسيط
فعاله من حيث التكلفه
سرعة محدودة
عزم دوران أقل مقارنة بمحركات السيرفو
عرضة لقضايا الرنين
توفر المحركات المؤازرة أداءً ومرونة عاليين، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من تطبيقات CNC.على عكس المحركات السائرة، تعمل المحركات المؤازرة بناءً على ردود الفعل من أجهزة التشفير، مما يتيح التحكم الدقيق في السرعة وعزم الدوران والموضع.إنها تتفوق في التصنيع عالي السرعة والتعامل الديناميكي مع الأحمال.
عزم دوران عالي عند السرعات العالية
دقة موضعية ممتازة
الاستجابة الديناميكية للأحمال المختلفة
تكلفة أعلى مقارنة بمحركات السائر
نظام تحكم أكثر تعقيدًا
تتطلب الضبط والصيانة
تعد المحركات الخطية أحدث نسبيًا في صناعة CNC ولكنها تكتسب شعبية نظرًا لمزاياها الفريدة.بدلاً من الحركة الدورانية، تنتج المحركات الخطية حركة خطية مباشرة، مما يلغي الحاجة إلى مكونات النقل الميكانيكية مثل الأحزمة والمسامير.يوفر هذا التصميم تسارعًا أسرع وتشغيلًا أكثر سلاسة ودقة أعلى.
حركة خطية مباشرة بدون مكونات ميكانيكية
السرعة العالية والتسارع
الحد الأدنى من الصيانة
ارتفاع التكلفة الأولية
محدودية التوفر لبعض التطبيقات
الحساسية للعوامل البيئية مثل الغبار والحطام
لكل نوع من المحركات نقاط قوة ونقاط ضعف، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات محددة.تتفوق المحركات السائرة في التطبيقات التي تتطلب تحديد موضع دقيق عند السرعات المنخفضة، بينما توفر المحركات المؤازرة سرعة وعزم دوران أعلى لمهام المعالجة الديناميكية.تجمع المحركات الخطية بين فوائد كليهما، مما يوفر حركة خطية سريعة ودقيقة دون قيود ميكانيكية.
المحركات السائر : الطباعة ثلاثية الأبعاد، أجهزة التوجيه CNC، آلات الحفر بالليزر
المحركات المؤازرة : الطحن باستخدام الحاسب الآلي، مراكز الخراطة، الأذرع الآلية
المحركات الخطية : الآلات عالية السرعة، تصنيع أشباه الموصلات، صناعة الطيران
عند اختيار محرك لآلة CNC، يجب على الشركات المصنعة مراعاة عوامل مثل:
الدقة والسرعة المطلوبة
متطلبات الحمولة وعزم الدوران
الظروف البيئية وبيئة التشغيل
قيود التكلفة والميزانية
التوافق مع أنظمة وبرامج التحكم
تستمر التطورات في تكنولوجيا المحركات في دفع الابتكار في صناعة CNC.يقوم المصنعون بتطوير محركات أكثر كفاءة ذات كثافة طاقة أعلى، وإدارة حرارية محسنة، وميزات تحكم متكاملة.بالإضافة إلى ذلك، تعمل التطورات في تكنولوجيا الاستشعار والذكاء الاصطناعي على تحسين الأداء الحركي وقدرات الصيانة التنبؤية.
يستعد مستقبل تكنولوجيا المحركات CNC لمزيد من التقدم في الكفاءة والدقة والتكامل مع الأنظمة الرقمية.من المتوقع أن تؤدي اتجاهات مثل إنترنت الأشياء (IoT)، والواقع المعزز (AR)، والتعلم الآلي إلى إحداث ثورة في كيفية عمل آلات CNC والتفاعل مع بيئتها.علاوة على ذلك، فإن التصغير المستمر للمكونات وتطوير المواد المستدامة سيشكل الجيل القادم من محركات CNC.
يعتمد الاختيار على عوامل مثل الدقة المطلوبة والسرعة وعزم الدوران وقيود الميزانية.تعد المحركات السائرة مثالية للتطبيقات التي تتطلب تحديد موضع دقيق عند السرعات المنخفضة، بينما توفر المحركات المؤازرة سرعة وعزم دوران أعلى لمهام المعالجة الديناميكية.
توفر المحركات الخطية مزايا مثل التسارع الأسرع والتشغيل الأكثر سلاسة والدقة الأعلى، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات معينة.ومع ذلك، لا تزال المحركات الدوارة التقليدية لها مكانها في العديد من آلات CNC، اعتمادًا على المتطلبات المحددة للتطبيق.
يتيح التقدم في تكنولوجيا الاستشعار آليات ردود فعل وتحكم أفضل، مما يعزز أداء المحرك من حيث الدقة والكفاءة والموثوقية.يمكن لأجهزة الاستشعار توفير بيانات في الوقت الفعلي عن موضع المحرك ودرجة الحرارة والاهتزاز، مما يسمح بالصيانة التنبؤية وتحسين عمليات CNC.
يلعب برنامج CNC دورًا حاسمًا في التحكم في الأداء الحركي وتحسينه من خلال إنشاء مسارات حركة دقيقة، وضبط ملفات تعريف السرعة والتسارع، وتنفيذ حلقات التحكم في ردود الفعل.تتيح ميزات البرامج المتقدمة للمشغلين ضبط معلمات المحرك بدقة لمهام تصنيع محددة، مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة والجودة بشكل عام.
يمكن للمصنعين البقاء على اطلاع بأحدث التطورات في تكنولوجيا المحركات CNC من خلال المنشورات الصناعية والمؤتمرات والمعارض التجارية وفعاليات التواصل.بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يوفر التعاون مع موردي السيارات وشركاء التكنولوجيا والمؤسسات البحثية رؤى قيمة حول الاتجاهات والتقنيات الناشئة.
