Працюємо з 9:00 до 20:00 у суботу до 16:00 Неділя — вихідний
Працюємо з 9:00 до 20:00 у суботу до 16:00 Неділя — вихідний
NEMA 34 з енкодером

Сервокроковий двигун NEMA 34 з енкодером для верстата ЧПУ: 4.5, 8.5 і 12 Н·м

Сервокроковий двигун NEMA 34 це кроковий двигун із фланцем 86 мм, оптичним енкодером на 1000 ліній і драйвером, який працює в замкненому контурі. Його ставлять на портали фрезерних і плазмових верстатів на зубчастій рейці, на вісь Z з важким шпинделем і на верстати з великою рухомою масою. У підкатегорії комплекти на 4.5, 8.5 і 12 Н·м з драйвером HBS86H, який живиться від 24-100 В постійного або 18-70 В змінного струму. Нижче розібрані вибір моменту за довжиною корпусу, сила на рейці, роздільна здатність на осі, живлення від блока або трансформатора, кріплення і кабелі на великому верстаті.

Три довжини корпусу NEMA 34

Двигуни NEMA 34 з енкодером у цій підкатегорії відрізняються довжиною корпусу: що довший пакет ротора, то більший утримувальний момент і струм фази. Фланець, вал Ø14 мм, енкодер і драйвер у них однакові, тому двигун на осі можна замінити на довший без переробки моторної плити й електрики. Останній стовпець таблиці показує силу на рейці модуля 1.25 із шестернею на 20 зубів (d 25 мм) при утримувальному моменті, без запасу.

Утримувальний моментСтрум фазиДовжина корпусуСила на рейці напрямуСила через пас 3:1
4.5 Н·м5 А101 мм360 Н1080 Н
8.5 Н·м5.8 А137 мм680 Н2040 Н
12 Н·м6 А180 мм960 Н2880 Н

На швидкості момент нижчий за утримувальний, до сили різання додається сила на розгін порталу, тому двигун беруть із запасом. Для порталу на рейці без редуктора обирають 8.5 або 12 Н·м, 4.5 Н·м залишають для осі Z, осей на гвинті і порталів із пасовою передачею.

Розрахунок моменту і частоти імпульсів для гвинта і рейки при силі 300 Н: 0.27 і 0.53 Н·м на гвинті, 3.75 Н·м на рейці, 40 і 8.5 кГц

Посадкові розміри фланця NEMA 34

РозмірЗначення
Сторона фланця86 мм
Відстань між кріпильними отворами69.6 мм по квадрату, за стандартом NEMA
Діаметр центрувального пояска73 мм, за стандартом NEMA
Діаметр вала14 мм

Двигун NEMA 34 довжиною 180 мм з енкодером важкий, і на рухомій каретці його маса додається до маси порталу. Моторну плиту роблять товстою, з розточкою під центрувальний поясок, щоб фланець не прогинався від натягу паса або навантаження на шестерню.

Роздільна здатність на осі з енкодером 1000 ліній

Енкодер на 1000 ліній дає драйверу 4000 відліків на оберт. На рейці з шестернею d 25 мм коло 78.54 мм, це 0.0196 мм переміщення на відлік. Пасова передача 3:1 зменшує це значення втричі, до 0.0065 мм, і втричі збільшує силу на осі. Кількість імпульсів на оберт на драйвері обирають з урахуванням цього кроку, велике значення не робить вісь точнішою за відлік енкодера.

Замкнений контур сервокрокового приводу: сигнали PUL і DIR, обмотки, енкодер на 4000 відліків, вихід ALM на контролер

Оберти на подачі для рейки

Подача 10000 мм/хв на шестерні d 25 мм це 127 об/хв двигуна і 8.5 кГц імпульсів при 4000 імпульсах на оберт. Через пас 3:1 та сама подача це 382 об/хв і 25.5 кГц. Оберти вищі, і момент на них нижчий за утримувальний, тому під час вибору передаточного числа перевіряють і силу на осі, і момент на робочих обертах.

Момент і оберти: у крокового і сервокрокового момент падає зі зростанням швидкості, у серводвигуна зберігається до номінальної швидкості

Живлення HBS86H: блок живлення або трансформатор

За маркуванням на корпусі драйвер HBS86H живиться від 24-100 В постійного або 18-70 В змінного струму. Це дає два варіанти.

  • Імпульсний блок живлення постійного струму. Напругу обирають із запасом до 100 В на підйом напруги під час гальмування важкого порталу.
  • Трансформатор із вторинною обмоткою на 18-70 В змінного струму, підключений до драйвера напряму. Напруга вторинної обмотки без навантаження вища за номінальну, і в межах 70 В тримають саме її.

Двигуни на 12 Н·м беруть струм фази 6 А, тому переріз проводів живлення і обмоток обирають за цим струмом, а при кількох осях кожен драйвер підключають до джерела окремими проводами.

Кабелі на великому верстаті

У комплектів NEMA 34 на 8.5 і 12 Н·м кабелі двигуна і енкодера довжиною 8 м. Потрібну довжину рахують за трасою кабель-каналу з урахуванням ходу порталу, а не по прямій від двигуна до шафи. Якщо шафа стоїть далі, кабель енкодера подовжують екранованим кабелем з витими парами. У кабель-каналі кабелі обмоток і енкодера розділяють перегородкою або вкладають у різні ряди.

Виходи ALM і Pend

У HBS86H два виходи для контролера. ALM повідомляє про аварію, його підключають до входу аварії, щоб контролер зупинив усі осі. Pend повідомляє, що вал прийшов у задане положення. Цей сигнал використовують там, де наступна дія починається тільки після зупинки осі, наприклад під час зміни інструмента або перед опусканням плазмового різака.

Підключення NEMA 34 з енкодером до драйвера: клеми керування, ALM і Pend, кольори проводів обмоток і енкодера за наклейкою

Часті помилки з NEMA 34 з енкодером

  • Двигун на 4.5 Н·м поставили на рейку без редуктора, і портал іде в аварію за помилкою положення на розгоні.
  • Трансформатор на 70 В номіналу дає без навантаження понад 70 В, і драйвер вимикається через перенапругу.
  • Кабель енкодера довжиною 8 м змотаний бухтою поруч із кабелем обмоток у шафі.
  • Моторна плита тонка, і натяг паса перекошує фланець.
  • Шпонка або затискна втулка шестерні не розрахована на момент 12 Н·м, і шестерня прослизає на валу.