Động cơ servo là bộ phận cực kỳ quan trọng trong các loại máy CNC như máy phay CNC, máy tiện CNC. Servo motor có nhiều ưu điểm hơn các loại động cơ khác như động cơ thường, động cơ bước. Do đó chúng thường được sử dụng rộng rãi trong máy CNC nói riêng và máy gia công nói chung.
1. Động cơ servo là gì?
Động cơ Servo là một trong những bộ phận quan trọng của máy CNC. Có tác dụng điều khiển chuyển động của các bộ phận trên máy. Đi kèm với loại động cơ này, driver servo cũng có công dụng tương tự như driver máy tính – một bộ phận không thể thiếu trên máy CNC.
Động cơ servo đang dần thay thế các loại motor thường trong hầu hết các lĩnh vực. Bởi những ưu điểm của nó như hiệu suất cao, khả năng làm việc chính xác và được lập trình tự động trên máy tính. Do đó giúp giảm thiểu sức lực và thời gian cho con người.
Servo Motor là những hệ hồi tiếp vòng kín. Tín hiệu ra của động cơ được nối với một mạch điều khiển. Khi động cơ quay, vận tốc và vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển này. Nếu có bất kỳ lý do nào ngăn cản chuyển động của động cơ thì cơ cấu hồi tiếp sẽ nhận được tín hiệu và chưa đạt được vị trí mong muốn. Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động cơ đạt được điểm chính xác.
Động cơ servo máy CNC
2. Các loại động cơ servo máy CNC thông dụng hiện nay
Động cơ servo là một trong những loại động cơ máy CNC thông dụng.
Có 2 loại servo motor được sử dụng phổ biến đó là:
2.1. AC servo
AC servo cho phép xử lý các dòng điện cao nên thường được sử dụng trong máy CNC như máy phay CNC, máy tiện CNC,….
AC Servo được sử dụng trong các ngành công nghiệp đa phần là động cơ một chiều không chổi than. AC Servo có cấu tạo 2 phần chính giống với step motor là Rotor và Stator.
- Rotor là một nam châm vĩnh cửu có từ trường mạnh.
- Stato là một cuộn dây được cuốn riêng biệt, được cấp nguồn để làm quay Rotor.
AC servo
2.2. DC servo
DC servo không được thiết kế cho các dòng điện cao và thường phù hợp hơn cho các ứng dụng nhỏ hơn.
Động cơ DC còn được chia làm 2 loại động cơ 1 chiều có chổi than và động cơ 1 chiều không chổi than.
Động cơ DC có chổi than: gồm 4 cấu tạo chính stato, rotor, chổi than và cuộn cảm lõi.
DC servo có chổi than với ưu điểm là tương đối dễ điều khiển, giá thành rẻ. Nhưng chúng cũng có một số nhược điểm khi vận hành thường gây ra tiếng ồn, tỏa nhiệt và quán tính cao khi giảm tốc độ. Do đó người ta thường dùng động cơ DC không chổi than để khắc phục tình trạng này.
Hiện nay AC servo được sử dụng phổ biến hơn DC servo.
Động cơ DC servo
3. Các hãng sản xuất động cơ servo trên thị trường hiện nay
3.1. Các hãng Nhật Bản
Các bộ phận, linh kiện được sản xuất tại Nhật Bản rất được ưa chuộng sử dụng cho các loại máy CNC nói riêng và máy gia công nói chung. Bởi chúng thường có tính bền, ổn định và hiệu suất cao.
Một số hãng sản xuất động cơ servo máy CNC của Nhật Bản đó là:
- Fanuc
- Yaskawa
- Mitsubishi
- Omron
- Fuji
- ABB
- Panasonics
Fanuc Servo Motor
3.2. Các hãng khác
Một số hãng sản xuất động cơ servo máy CNC khác cũng thường được lựa chọn đó là:
- Schneider: Pháp
- Siemens: Đức
- Delta: Đài Loan
- LiteOn: Đài Loan
Siemens Servo Motor
4. Sự khác nhau giữa động cơ bước và động cơ servo máy CNC
4.1. So sánh cơ bản step motor và servo motor máy CNC
Động cơ bước là động cơ không tiếp xúc trượt có từ 50 -100 điểm cực còn động cơ servo điển hình chỉ có từ 4-12 điểm cực.
Động cơ bước (STEP) không cần mã hóa. Vì chúng hoàn toàn có thể di chuyển chính xác tới các vị trí của gần 100 điểm cực từ trong động cơ.
Nhưng với servo motor thì ngược lại, tuy chỉ có 4-12 điểm cực, nhưng chúng cần phải được mã hóa để xác định chính xác vị trí các điểm cực.
Động cơ bước hiểu đơn giản là di chuyển từng bước, trong khi servo motor được vận hành bằng cách đọc các dữ liệu từ các tín hiệu khác nhau của các bộ mã hóa động cơ và vị trí được điều khiển. Chúng cũng điều chỉnh dòng điện sơ cấp đến vị trí được yêu cầu.
Trong quá trình điều khiển, việc xử lý servo sẽ khó khăn hơn rất nhiều so với Step Motor. Hơn nữa các driver servo đòi hỏi công suất cao hơn, có mô men yếu hơn.
Các servo DC thì kém bền hơn do phải sử dụng chổi than phải bảo dưỡng định kỳ. Stepper hoạt động bền bỉ theo thời gian, không có chổi than, kích thước nhỏ gọn nhưng lại có mô men lực lớn nên ít phải bảo dưỡng hay xảy ra hư hỏng.
So sánh động cơ servo và động cơ bước
4.2. Ưu nhược điểm của step motor và servo motor máy CNC
Ưu điểm cơ bản của servo motor so với động cơ bước là:
- Mô men trên trục đều hơn.
- Tốc độ cao hơn.
- Mạch điều khiển tốc độ chính xác và đều hơn.
- Có nhiều kích cỡ hơn.
- Làm việc êm hơn.
- Độ chính xác cao hơn.
Tuy nhiên servo motor cũng có một số nhược điểm so với động cơ bước:
- Đắt tiền hơn.
- Không làm việc tốt ở chế độ mạch điều khiển hở, yêu cầu phải có hệ thống phản hồi.
- Yêu cầu phải điều chỉnh các thông số vòng điều khiển.
- Bảo dưỡng tốn kém hơn, đặc biệt là DC servo.
Hiện này đã có DC servo và AC servo. DC servo ra đời trước và đã được sử dụng rất rộng rãi. Nhưng sau này với khả năng của việc sử dụng các Transistor với cường độ làm việc lớn, các AC servo đã được chế tạo và được sử dụng ngày càng rộng rãi.
Các loại máy CNC được trang bị servo motor sẽ có độ chính xác cao hơn. Trong khi đó máy CNC điều khiển bằng động cơ step sẽ vận hành dễ hơn và tuổi thọ cao hơn.
Do đó để chọn mua máy, bạn cần tham khảo người bán xem loại động cơ servo máy CNC nào phù hợp với nhu cầu gia công và ngân sách. Điều này không những giúp máy hoạt động đúng công suất, đảm bảo độ chính xác của chi tiết. Mà còn giúp tiết kiệm không ít chi phí cho doanh nghiệp.
Hãy theo dõi Máy CNC nhập khẩu để tham khảo thêm thông tin bổ ích về Máy CNC, Gia công CNC, Lập Trình CNC.
