Reductor planetar versus angrenaj cilindru: control mai bun al jocului pentru sistemele servo CNC

La un centru de prelucrare CNC, un reductor cu 3 arcmin de joc contribuie cu aproximativ 0,26 mm de eroare de poziționare la o rază a sculei de 300 mm atunci când axa inversează direcția. Acest lucru este suficient pentru a împinge o piesă de precizie din toleranță și pentru a lăsa urme vizibile de scule pe o suprafață finisată. Alegerea între o cutie de viteze planetară și un reductor cu roți dințate cilindrice nu ține de cost sau de comoditate. Este vorba despre dacă sistemul dumneavoastră servo poate menține poziția comandată, parte după parte.

Ce înseamnă controlul jocului în sistemele servo CNC

Controlul jocului separă o axă servo care menține poziția de una care iese din toleranță la fiecare schimbare de direcție.

Jocul este decalajul unghiular dintre angrenajele de intrare și de ieșire atunci când direcția de rotație se schimbă. Acest decalaj creează o zonă moartă în bucla de poziție. Servomotorul trebuie să consume acest spațiu înainte ca ieșirea să se miște, iar eroarea de poziție rezultată se scalează direct cu unghiul de joc și cu raza de sarcină.

Impactul practic asupra prelucrării CNC se manifestă în trei domenii:

• Precizia poziționării: Axa poate ateriza oriunde în banda de joc, astfel încât mișcările repetate la aceeași coordonată produc rezultate diferite.
• Precizie de conturare: În timpul interpolării circulare, traseul sculei arată semne de stație la inversările de direcție.
• Finisarea suprafeței: Micro-vibrația indusă de reacție lasă urme de vibrații pe suprafețele finisate.

Reacție modifică, de asemenea, modul în care se comportă o buclă de servo. Când un sistem de antrenare are reacție, controlerul vede un decalaj între poziția comandată și poziția reală. Pentru a preveni oscilația, câștigul trebuie redus, ceea ce încetinește răspunsul. Chiar dacă mașina nu produce resturi, produce piese mai lent decât ar putea.

Cutie de viteze planetară: joc redus prin proiectare

Cutiile de viteze planetare de precizie oferă un joc de 1-3 min de arc, ceea ce le face alegerea implicită pentru axele servo CNC.

Arhitectura de partajare a sarcinii a unei cutii de viteze planetare este motivul cheie. Mai multe roți dințate planetare se îmbină simultan cu angrenajul solar și cu roata inelară, răspândind cuplul peste mai multe contacte dinților în loc de unul singur. Acest lucru reduce deformarea dinților sub sarcină și oferă un control mai fin asupra distanțelor centrale în timpul asamblarii.

Jocul redus într-o cutie de viteze planetară provine din trei factori de producție: geometria controlată a dinților, distanțe precise între centre și ansamblu bazat pe lame sau preîncărcare. Angrenajele șlefuite cu profiluri ale dinților controlate cu atenție și toleranțe ale suportului mențin jocul constant pe întreaga durată de producție.

Pentru a cutie de viteze planetară servomotoare pentru a menține precizia pe durata de viață, calitatea producției și controlul toleranței de asamblare sunt cele mai importante. La BEITTO, seria AHL folosește geometria dinților elicoidal și angrenaje șlefuite de precizie pentru a menține un joc constant, îmbunătățind în același timp capacitatea de încărcare și funcționarea silențioasă. Pentru un constructor de mașini, repetabilitatea contează mai mult decât un prototip perfect - fiecare axă trebuie să se comporte la fel.

Stabilitatea termică este un alt factor. Pe măsură ce o cutie de viteze planetară se încălzește în timpul funcționării, carcasa se extinde și jocul treptelor se modifică. Un reductor planetar bine proiectat își menține intervalul de joc de-a lungul ferestrei de temperatură de lucru a mașinii, în timp ce un reductor pinten cu distanțe mai mari se deplasează mai mult pe măsură ce temperatura se schimbă.

Transmisie cu dinți elicoidal Reductor planetar Seria AHL pentru servomotor Reductoarele planetare au fost utilizate pe scară largă în multe industrii pentru performanța lor. Angrenajele lor elicoidale cu design unic asigură o funcționare extrem de lină și un zgomot redus... Vizualizare produs →

Reductor cu angrenaj cilindric: limitele angrenajului simplu

Reductoarele cu angrenaje cilindrice prezintă de obicei un joc de 5-15 min. de arc, iar decalajul crește odată cu uzura, deoarece fiecare treaptă adaugă propriul spațiu pentru dinți.

Un reductor cu angrenaje cilindrice folosește perechi simple de angrenaje cu axe paralele. Fiecare treaptă are exact o plasă de viteză, iar jocul total este suma jocului dinților din toate etapele. Deoarece dinții se îmbină într-un singur punct, concentrația de sarcină este mare, iar dinții trebuie să fie dimensionați mai mari pentru a suporta același cuplu.

Avantajul de cost este real. Fără suport planetar, fără angrenaj inel și fără partajare internă a sarcinii, costul de producție pe Nm este mai mic. Pentru transportoare, mese simple de indexare și alimentatoare non-critice, compromisul are sens.

Problema sistemelor CNC este că jocul într-un reductor pinten nu este o valoare statică. Pe măsură ce angrenajele se uzează, jocul se modifică, iar caracteristicile buclei servo se modifică. Un sistem servo reglat pentru o valoare de reacție devine o țintă în mișcare atunci când acea valoare variază. Ajungeți prin a regla unitățile, reduceți vitezele de avans sau acceptați o precizie mai mică - niciuna dintre acestea nu este acceptabilă pe o mașină destinată lucrărilor de precizie.

Comparație alăturată: care oferă un control mai bun al reacției

Pentru sistemele servo CNC, cutia de viteze planetară oferă un control mai bun al jocului decât un reductor cu roți dintate drepte în fiecare axă care realizează poziționarea sau conturarea.

Tabelul de comparație de mai jos arată diferențele tipice între valorile care contează pentru servomotorizările CNC.

Tabelul și tabelul împreună spun aceeași poveste. O cutie de viteze planetară se află în intervalul 1-3 min de arc, care este intervalul pe care constructorii de mașini CNC îl specifică pentru axe precise. Un reductor pinten începe la 5 arcmin și ajunge la 15 arcmin.

Rigiditatea la torsiune contează la fel de mult ca și reacția. Un reductor care se răsucește sub sarcină se adaugă la eroarea de poziționare chiar și atunci când angrenajele sunt în contact. Cutiile de viteze planetare au o rigiditate mai mare, deoarece angrenajele planetare sunt susținute la ambele capete în interiorul suportului. Un reductor cu angrenaje cilindrice are o pereche de angrenaje în consolă sau montată pe călăreț, care este mai puțin rigidă.

Cum să alegeți reductorul potrivit pentru axa dvs. CNC

Alegeți o cutie de viteze planetară de precizie pentru orice axă CNC care poziționează sau conturează și alegeți un reductor de viteze flexibil pentru axele care au nevoie de 1 arcmin sau mai mult.

Regula de selecție depinde de rolul axei:

• Dacă axa alimentează o unealtă de tăiere și afectează calitatea piesei, reductorul trebuie să mențină jocul sub 3 arcmin.
• Dacă axa deține o masă rotativă, cerința este și mai strictă - este de preferat 1 arcmin sau mai puțin.
• Dacă axa este auxiliară, cum ar fi o supapă de lichid de răcire sau o clemă, poate fi acceptabil un reductor pinten.

Când poate fi folosit un reductor cu roți dințate cilindrice

O axă de avans cu un șurub cu bile care măsoară poziția la șurub este un caz în care codificatorul închide bucla la șurub, nu la reductor. O axă auxiliară care nu afectează calitatea piesei este alta. O mașină de buget în care finisarea suprafeței și acuratețea conturului nu sunt cerințe primare poate justifica, de asemenea, reducerea costurilor unui reductor de pin.

Când aveți nevoie de un reductor de viteză flexibil

Pentru cele mai solicitante axe, reductoarele flexibile oferă 1 arcmin sau mai mult. Seria BEITTO BSHF folosește un flexspline care se deformează elastic pentru a cupla ochiurile de viteză, eliminând jocul dinților și oferind o rigiditate ridicată la torsiune. Strategii eficiente de reducere a autorizației de returnare în aceste unităţi sunt detaliate în resursele tehnice ale firmei.

Seria BSHF Reductor flexibil Seria BSHF Reductor flexibil adopts a large-diameter hollow shaft design with a compact structure, and effectively reduces the overall weight. The thin body desig... Vizualizare produs →

Configurații în unghi drept și compact

Pentru sistemele CNC în care motorul trebuie să stea perpendicular pe axa condusă, este necesar un reductor în unghi drept. Reductorul de teșire spirală cu joc redus din seria TDXR menține precizia, permițând în același timp o amprentă compactă a mașinii.

Seria TD-XR Eficiență ridicată Reductor cu roți conice spiralate cu joc redus ● Diverse opțiuni pentru arborele de ieșire ● Cuplu mare ● Eficiență ridicată ● Durată lungă de viață ● Joc scăzut ● Fără întreținere ● Dimensiuni flexibile de instalare Vizualizare produs →

În multe aplicații CNC, reductorul este instalat între servomotor și șurubul cu bile. Eroarea totală de poziționare este suma jocului reductor și jocului axial al șurubului cu bile. Un reductor planetar de precizie cu joc de 1-3 arcmin adaugă de obicei doar câțiva microni de eroare la șurub, în ​​timp ce un reductor pinten adaugă de câteva ori această cantitate.

Întrebări frecvente