Động cơ máy CNC là một trong những bộ phận cực kỳ quan trọng quyết định đến các chức năng hoạt động của máy. Các loại động cơ khác nhau sẽ có giá khác nhau và mang lại những công dụng riêng biệt phù hợp với từng nhu cầu gia công sản phẩm.
1. Động cơ máy CNC là gì?
Động cơ máy CNC dùng để điều khiển các hoạt động của trục chính, bàn máy và một số bộ phận khác của máy CNC.
Có nhiều loại động cơ được sử dụng trong máy CNC với những chức năng khác nhau. Mỗi loại đều có những ưu và nhược điểm riêng. Tùy theo mục đích gia công sản phẩm mà chọn loại máy có động cơ phù hợp.
2. Các loại động cơ máy CNC thông dụng hiện nay
Trong cấu tạo máy CNC thì động cơ có vai trò rất quan trọng nên rất được chú trọng phát triển.
Có 3 loại động cơ máy CNC khác nhau được sử dụng trong các loại máy, phù hợp với nhu cầu gia công sản phẩm phức tạp hay đơn giản.
2.1. Động cơ bước
Động cơ bước hay còn được gọi là Step Motor. Được sử dụng trong nhiều loại máy CNC như máy phay CNC, máy tiện CNC, máy khoan và taro CNC,…
Bộ điều khiển sẽ nhận tín hiệu về chiều quay và tín hiệu xung điện để điều khiển góc quay của động cơ. Ứng với mỗi tín hiệu xung điện, bộ điều khiển sẽ đưa ra tín hiệu cường độ hoặc hiệu điện thế để làm cho động cơ quay một góc nhất định nào đó. Trục vít me đai ốc sẽ biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến của các trục.
Quá trình điều khiển động cơ bước cũng khá đơn giản. Không cần bộ trình điều khiển và tính toán phức tạp hoặc điều chỉnh để hoạt động đúng. Loại động cơ này hiện nay khá bền, giá thành tương đối thấp và được sử dụng cực kỳ phổ biến.
Động cơ bước
2.2. Động cơ servo
Động cơ servo thực hiện dẫn động các hệ thống như chạy dao, dịch chuyển bàn máy và quay trục chính. Tốc độ có thể thay đổi được từ 0 đến giới hạn maximum.
Động cơ Servo là một trong những dòng động cơ quan trọng và được sử dụng phổ biến trong máy CNC. Nhờ vào hiệu suất và khả năng làm việc chính xác cũng như tự động hoàn toàn được lập trình bằng máy tính.
Sự khác nhau cơ bản nhất của động cơ servo so với động cơ bước là động cơ servo có mạch điều khiển kín. Trong động cơ servo cần phải có hệ thống phản hồi để nhận biết các thông số về vị trí, tốc độ mong muốn.
Có hai loại động cơ servo, đó là:
2.2.1. Động cơ servo một chiều DC
Động cơ điện một chiều có loại có chổi góp và không có chổi góp.
Loại không có chổi góp phải nhờ nguồn điện ngoài để tạo ra lực từ làm quay rotor. Động cơ servo một chiều kích từ bằng nam châm vĩnh cửu, bắt buộc phải có cổ góp và chổi than.
Lựa chọn loại động cơ DC có hay không có chổi góc tùy vào trường hợp.
Loại có chổi than giá thành rẻ hơn. Sử dụng loại không có chổi than sẽ không cần bảo dưỡng nhiều, đáp ứng được tốc độ làm việc cao và không gây cháy nổ trong môi trường dễ gây cháy nổ. Do không sinh ra tia lửa điện như loại có cổ góp.
2.2.2. Động cơ servo xoay chiều AC
Động cơ AC có các đặc tính tỷ lệ quán tính – mô-men xoắn cao, hoạt động ổn định ở chế độ tốc độ thấp và khả năng chịu quá tải tốt. Vì vậy nó được ứng dụng rộng rãi trong các loại máy CNC công nghệ cao.
Có hai dạng động cơ xoay chiều đó là động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ.
Động cơ servo xoay chiều AC ngày được sử dụng nhiều và gần như thay thế cho động cơ DC. Với kích thước như nhau động cơ AC đạt được mômen quay cao hơn. Ngoài ra số vòng quay cao hơn gấp ba lần và có thể đạt năng suất cao hơn.
Tuy nhiên động cơ servo AC thường ít được sử dụng đối với các hệ thống điều khiển chuyển động phức tạp.
Động cơ servo xoay chiều AC
2.3. Động cơ chuyển động thẳng
Nguyên lý làm việc của động cơ chuyển động thẳng cũng giống như động cơ quay thông dụng dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.
Do có ưu điểm về độ chính xác và tốc độ chuyển động nhanh. Một số nhà sản xuất máy CNC sử dụng động cơ chuyển động tịnh tiến để dẫn động bàn máy. Khi đó không còn sử dụng vitme-đai ốc, không còn khâu khớp cơ khí, kết cấu đơn giản, dễ lắp ráp, không có hiện tượng rung động hoặc hiện tượng dính trượt.
Động cơ chuyển động thẳng
3. Ưu nhược điểm của các loại động cơ máy CNC
Mỗi loại động cơ máy CNC có các ưu nhược điểm khác nhau được thể hiện rõ qua bảng dưới đây:
| Ưu điểm | Nhược điểm | |
| Động cơ bước | + Giá thành rẻ + Có thể điều khiển mạch hở + Duy trì mô men rất tốt + Mô men xoắn cao ở tốc độ thấp + Chi phí bảo dưỡng thấp + Định vị chính xác + Không phải điều chỉnh các thông số điều khiển. |
+ Giá thành cao, momen xoắn nhỏ, momen máy nhỏ. + Động cơ làm việc không đều. + Tiêu thụ dòng điện không phụ thuộc vào tải. + Kích cỡ hạn chế + Làm việc việc nhiều tiếng ồn |
| Động cơ servo | + Thường tích hợp sẵn cảm biến đo tốc độ hay góc quay. + Có dải tần số rộng 0÷400 Hz + Momen trên trục đều hơn. + Tốc độ cao. + Làm việc êm ái. + Mạch điều khiển tốc độ chính xác và đều hơn. |
+ Momen quán tính nhỏ + Giá thành cao hơn. + Yêu cầu phải chỉnh thông số các phần điều khiển. + Bảo dưỡng tốn kém hơn |
| Động cơ một chiều | + Momen khởi động lớn. + Dễ điều khiển tốc độ và chiều. + Giá thành thấp. |
+ Dải tốc độ điều khiển hẹp. + Phải có mạch nguồn riêng. |
| Động cơ xoay chiều | + Cấp nguồn trực tiếp từ điện lưới xoay chiều. + Đa dạng và phong phú về chủng loại, giá thành rẻ. |
+ Mạch điều khiển tốc độ phức tạp. + Bảo dưỡng tốn kém. |
| Động cơ chuyển động thẳng |
+ Tốc độ cao + Độ chính xác cao + Độ đáp ứng nhanh. + Độ cứng vững cao. + Vận hành không cần bảo dưỡng + Tuổi thọ cao. |
Ít được sử dụng trong máy CNC hơn động cơ bước và servo. |
Mỗi loại động cơ máy CNC khác nhau sẽ có những chức năng cũng như ưu, nhược điểm riêng biệt. Do đó bạn cần nắm rõ những thông tin này để chọn được loại máy CNC có động cơ phù hợp với nhu cầu gia công.
Hãy theo dõi Máy CNC nhập khẩu để cập nhật thêm thông tin bổ ích về Máy CNC, Gia công CNC, Lập Trình CNC
