Jak dobrać serwo silnik do cnc? Czym się kierować?

Jeśli chodzi o wybór silników napędowych, najczęściej spotykamy trzy opcje: silniki krokowe, hybrydowe i serwomotory. Dwa pierwsze typy są dedykowane są lżejszym, nieprofesjonalnym maszynom. W przypadku CNC mówimy najczęściej o serwomotorach. W jaki sposób je dobrać, by odpowiednio służyły?

Silniki serwo – podstawowe informacje

Serwomotory to dynamiczne silniki, które mogą pracować w różnych trybach. Dzięki nim można regulować położenie obiektu, prędkość i moment obrotowy. Do napędzania wykorzystywany jest magnetyzm sterowany elektrycznie – im mniejsza liczba biegunów magnetycznych, tym szybszy nastąpi obrót.

Serwosilniki wykorzystują prąd przemienny lub stały. W przypadku tego pierwszego prędkość jest określana przez częstotliwość napięcia, dla prądu stałego prędkość jest proporcjonalna do stałego napięcia. Proces obliczania i doboru serwomotoru jest nazywany wymiarowaniem. Zależność między prędkością a momentem obrotowym określa, jak duży powinniśmy mieć silnik.

Czynniki wpływające na dobór silnika serwo

Aby silnik był odpowiedni, nie przegrzewał się i równocześnie był podczas pracy efektywny oraz opłacalny, pod uwagę bierze się:

• moment obrotowy
• szczytowy moment obrotowy
• wagę
• wymaganą prędkość

Inne kluczowe czynniki przy wyborze serwomotoru to przełożenie oraz inercja (kiedy w serwomotorze występuje więcej niż jedna para kół zębatych). Wpływ na jego pracę mają również tzw. czynniki środowiskowe – w wyższej niż pokojowa temperaturze zmienia się wydajność silnika, co również warto uwzględnić podczas jego dobierania. Podobnie wibracje czy zanieczyszczenia generowane przez inne maszyny CNC mogą wpływać na pracę silnika.

Co jeszcze warto wiedzieć o silnikach serwo?

Do atutów silników serwo zaliczamy dokładność i niezawodność pozycjonowania. Wynika to z faktu, że pracują one w układzie zamkniętym, a enkoder wysyła do sterownika dane wskazujące na rzeczywiste położenie silnika. Dane są porównywane z zadaną pozycją, a w razie potrzeby następuje korekta położenia i minimalizowanie błędu.

Jest to lepsze rozwiązanie dla zastosowań wymagających dobrego momentu obrotowego przy dużej prędkości. Równocześnie omawiany silnik jest droższy niż np. silnik krokowy, wymaga wiedzy, jak dostroić parametry, a jego konfiguracja może zająć więcej czasu.