Как происходит регулировка скорости вращения шпинделя

Регулирование Частоты Вращения Шпинделя

Вопросом как регулировать частоту вращения шпинделя задаются многие, как начинающие производственники, так и с солидным опытом. В этой статье речь пойдет как раз об этом, также приведением формулы для регулирования частоты.

Наиболее часто применяются следующие редукторы: планетарные, с широким зубчатым колесом, с косозубыми зубчатыми колесами и двусторонней муфтой.

Далее рассмотрим именно привод с редуктором (рис. 1), в состав которого входит широкое зубчатое колесо с числом зубьев z₁. Благодаря редуктору бесступенчатое регулирование вращения шпинделя производится в двух диапазонах. Частоты верхнего диапазона получаются по цепи z₁-z₂, z₂-z₃, с передаточным отношением i₁. нижнего диапазона – по цепи z₁-z₂, z₄-z₅, с передаточным отношением i₂.

Рис. 1. Схема привода с редуктором

обычно принимается равным единице (при передаточном отношении ременной передачи i_рем = 1), что обеспечивает равенство наибольшей скорости вращения шпинделя и двигателя:

Из этого следует

задается, исходя из требований к диаграмме мощности на шпинделе. Пусть ОАВС – график мощности электродвигателя (рис. 2, а) и ОА₁В₁С₁ – графики мощности на шпинделе при регулировании его частоты вращения в верхнем диапазоне при i_рем=1, i₁=1.

Регулирование частоты вращения шпинделя в нижнем диапазоне, т. е. при i₂рис. 2, б): n_А2=n_Н*i₂,n_В2=n₁*i₂,n_С2=n_max*i₂ (при i_рем=1). Провал мощности на шпинделе отсутствует, когда частота n_B2 совпадает с частотой n_H, т. е. при n₁i₂=n_H. Следовательно, H 2 1 ДР 1 , n i n R

где R_ДР – диапазон регулирования двигателя с постоянной мощностью.

Таким образом, ОА₂В₂С₂ есть диаграмма мощности на шпинделе при регулировании двигателя в первой зоне.

Частота np называется расчетной частотой вращения шпинделя, частота nmin является его минимальной частотой. В диапазоне частот n_1min – n_p на шпинделе сохраняется постоянный момент, в диапазоне n_p – n₁ – постоянная мощность, которая меньше мощности на валу двигателя в интервале n_H – n₁ на величину потерь в редукторе, ременной передаче и опорах шпинделя.

Рис. 2. Механические характеристики привода с редуктором

Момент на шпинделе в интервале частот n_min – n_p значительно больше момента на валу двигателя в интервале частот n_min – n_H

где η – коэффициент полезного действия механических элементов привода.

Следовательно, применение двигателя с бесступенчатым регулированием частоты вращения вместе с двухскоростным редуктором расширяет диапазон частот вращения шпинделя при сохранении на нем постоянной мощности и значительно повышает момент при относительно низких частотах. Это позволяет обрабатывать с рациональными режимами как легкие сплавы (при высоких частотах вращения шпинделя), так и труднообрабатываемые материалы (при относительно низких частотах).

Когда необходимо расширить диапазон регулирования вращения шпинделя с постоянной мощностью RР, то следует снизить расчетную частоту np, для чего уменьшить i₂ по сравнению с отношением 1/R_ДР. При этом вблизи частоты n_H появляется провал мощности на шпинделе, но он не должен быть значительным.

Если появляется возможность уменьшить диапазон регулирования частот вращения шпинделя RР при сохранении постоянной мощности, то следует принять i₂>1/R_ДР. В этом случае вблизи частоты n_H диапазоны регулирования несколько перекрываются.

Скорость шпинделя

Неправильная скорость вращения шпинделя — распространенная ошибка при работе станков ЧПУ. Каждый материал (дерево, камень, стекло, металл) обрабатывается отдельным инструментом, который работает с заданной скоростью реза. Чем больше диаметр инструмента, тем меньше скорость.

Скорость вращения шпинделя и скорость подачи для каждого реза должен быть сбалансирован для лучшего качества работы, срока службы инструмента и шпинделя.

Скорость регулируется инвертором, который электрически подключен к шпинделю. Все шпиндели имеют 3 фазы, цикл с плавной регулировкой скорости от 0 до максимальной частоты вращения при правильной настройке преобразователя частоты для конкретной модели шпинделя.

Скорость подачи должна быть сбалансирована со скоростью вращения шпинделя. Изменение одного влияет на другое. Слишком медленная скорость подачи приводит к снижению стойкости инструмента из-за перегрева и может оставить следы на заготовке. Часто, определить оптимальную скорость подачи можно только методом проб и ошибок. На диаграмме информативно представлены данные общей скорости подачи для различных материалов. Наиболее точную информацию могут предоставить поставщики металлорежущего инструмента.

ВОПРОС Регулировка оборотов штатного шпинделя

Добрый день! Столкнулся с такой проблемой — шпиндель (штатный 775) начинает работу на максимальных оборотах, независимо от величины указанной в УП.
Требуется сделать трафарет для печатной платы,материал латунь 0.3 мм. Решил сделать пробное отверстие 1.3×1.0 мм, УП создал в Aspire 9.5 (постпроцессор G-Code Arcs(mm)tap).В настройках инструмента (гравер 0.2 15′) указал скорость вращения 2000 об/мин, глубина 0.1 мм.В Candle 1.17 после открытия УП в строке G0X0.000Y0.000S2000M3 обороты указаны правильно, но ползунок сразу прыгает с 200 на 1000 процентов(и числовое значение подсвечено красным).Если ползунок оборотов,в процессе работы,установить на 200,тогда шпиндель снижает обороты,но только в начале второго прохода (всего 3 прохода).Пробовал ставить на паузу и регулировать обороты -не помогает,выключение(включение) шпинделя работает.До начала работы в Candle 1.17 (пробовал и Candle 1.18 rus тоже самое) скорость вращения шпинделя отрабатывает нормально.Прошивка 1.1f, в настройках $30=1000,$31=0.И еще один момент — пробовал фрезеровать 3D модель по дереву (проект создавал тоже в Aspire 9.5, обороты в инструменте ставил 10000),то в процессе работы(ставил на паузу) скорость шпинделя регулировалась,хоть и с заметной задержкой.В итоге ничего не добившись,создал УП с двумя холостыми проходами над заготовкой (указал толщину 0.5 вместо 0.3) и в начале 2 прохода скорость шпинделя снижается до 2000 об/мин (при принудительной установке 200 в процессе работы).Может я чего-то не правильно делаю,хотелось бы услышать совет от знатоков в этом вопросе.

Вложения

236 байт · Просмотры: 11

Темы из этой же категории

• Съезжает ноль при растровой обработке с шагом 0,05 мм
• Разбираюсь со станком.
• Настройка нового станка
• Возврат домой на ramps1.4 проблемы с возврат домой $H
• Что такое П/Ш и СУ в Candle?

Alsan

СКАЗАЛ ТУТ НЕМНОГО

НАШ ЧЕЛОВЕК

Регистрация 03.12.2018 Сообщения 4 360 Реакции 9 217 Баллы 138 Город Kazan Имя Алексей Плата woodpecker 3.2a Прошивка 1.1f

Добрый день! Столкнулся с такой проблемой — шпиндель (штатный 775) начинает работу на максимальных оборотах, независимо от величины указанной в УП.
Требуется сделать трафарет для печатной платы,материал латунь 0.3 мм. Решил сделать пробное отверстие 1.3×1.0 мм, УП создал в Aspire 9.5 (постпроцессор G-Code Arcs(mm)tap).В настройках инструмента (гравер 0.2 15′) указал скорость вращения 2000 об/мин, глубина 0.1 мм.В Candle 1.17 после открытия УП в строке G0X0.000Y0.000S2000M3 обороты указаны правильно, но ползунок сразу прыгает с 200 на 1000 процентов(и числовое значение подсвечено красным).Если ползунок оборотов,в процессе работы,установить на 200,тогда шпиндель снижает обороты,но только в начале второго прохода (всего 3 прохода).Пробовал ставить на паузу и регулировать обороты -не помогает,выключение(включение) шпинделя работает.До начала работы в Candle 1.17 (пробовал и Candle 1.18 rus тоже самое) скорость вращения шпинделя отрабатывает нормально.Прошивка 1.1f, в настройках $30=1000,$31=0.И еще один момент — пробовал фрезеровать 3D модель по дереву (проект создавал тоже в Aspire 9.5, обороты в инструменте ставил 10000),то в процессе работы(ставил на паузу) скорость шпинделя регулировалась,хоть и с заметной задержкой.В итоге ничего не добившись,создал УП с двумя холостыми проходами над заготовкой (указал толщину 0.5 вместо 0.3) и в начале 2 прохода скорость шпинделя снижается до 2000 об/мин (при принудительной установке 200 в процессе работы).Может я чего-то не правильно делаю,хотелось бы услышать совет от знатоков в этом вопросе.

Могу ошибится, но в Candle больше 1000 всё максимальные обороты, т.е. 100% скважность ШИМ. Попробуйте поэкспериментировать со строкой G0X0.000Y0.000S2000M3, меняя значение S2000 от 1000 в меньшую сторону.

Управление вращением шпинделя – М03, М04, М05

Вспомогательные коды М03 и М04 предназначены для управления вращением шпинделя. Единственная разница между двумя этими М-кодами заключается в направлении вращения. Код М03 отвечает за прямое (по часовой стрелке), а М04 – за обратное вращение шпинделя (против часовой стрелки). Направление вращения определяется, если смотреть в отрицательном направлении оси Z (со стороны шпинделя в сторону заготовки). При фрезеровании режущие инструменты должны иметь прямое вращение (М03). При выводе метчика из отверстия, при нарезании левой резьбы, в циклах автоматического измерения диаметра инструмента может потребоваться обратное вращение шпинделя (М04). В конце программы обработки и перед сменой инструмента нужно остановить вращение шпинделя при помощи команды М05.

Оглавление

• Основы числового программного управления
  • Автоматическое управление
  • Особенности устройства и конструкции фрезерного станка с ЧПУ
  • Функциональные составляющие (подсистемы) ЧПУ
  • Языки для программирования обработки
  • Процесс фрезерования
  • Режущий инструмент
  • Вспомогательный инструмент
  • Основные определения и формулы
  • Рекомендации по фрезерованию
  • Прямоугольная система координат
  • Написание простой управляющей программы
  • Создание УП на персональном компьютере
  • Передача управляющей программы на станок
  • Проверка управляющей программы на станке
  • Советы по технике безопасности при эксплуатации станков с ЧПУ
  • Нулевая точка станка и направления перемещений
  • Нулевая точка программы и рабочая система координат
  • Компенсация длины инструмента
  • Абсолютные и относительные координаты
  • Комментарии в УП и карта наладки
  • G- и М-коды
  • Структура программы
  • Слово данных, адрес и число
  • Модальные и немодальные коды
  • Формат программы
  • Строка безопасности
  • Ускоренное перемещение – G00
  • Линейная интерполяция – G01
  • Круговая интерполяция – G02 и G03
  • Введение
  • Останов выполнения управляющей программы – М00 и М01
  • Управление вращением шпинделя – М03, М04, М05
  • Управление подачей СОЖ – М07, М08, М09
  • Автоматическая смена инструмента – М06
  • Завершение программы – М30 и М02
  • Основные принципы
  • Использование автоматической коррекции на радиус инструмента
  • Активация, подвод и отвод
  • Подпрограмма
  • Работа с осью вращения (4-ой координатой)
  • Параметрическое программирование
  • Методы программирования
  • Что такое CAD и САМ?
  • Общая схема работы с CAD/САМ-системой
  • Виды моделирования
  • Уровни САМ-системы
  • Геометрия и траектория
  • Алгоритм работы в САМ-системе и постпроцессор
  • Ассоциативность
  • Пятикоординатное фрезерование и ЗD-коррекция
  • Высокоскоростная (ВСО) и высокопроизводительная обработка
  • Критерии для оценки, сравнения и выбора CAM-систем
  Похожие публикации:

  1. Почему не работает ntc
  2. Что заливать в бачок омывателя зимой
  3. Что лучше постоянный или переменный ток
  4. Что можно сделать из старого велосипеда своими руками