Почему в высококлассных 5-осевых станках с ЧПУ выбирают DD-двигатели вместо серводвигателей?

Двигатели прямого привода широко используются в высокотехнологичном оборудовании, таком как 5-осевые станки с ЧПУ, благодаря своей высокой точности, быстрой динамической реакции, низким требованиям к техническому обслуживанию и длительному сроку службы.

Что такое двигатель прямого привода (DD)?

DD расшифровывается как Direct Drive (прямой привод) , и включает в себя моментные двигатели и линейные двигатели. В сочетании с двигателем он называется двигателем прямого привода DD, также известным как двигатель прямого привода. Из-за высокого крутящего момента некоторые компании также называют его моментным серводвигателем. В отличие от традиционных двигателей, высокий крутящий момент двигателя DD позволяет напрямую подключать его к системе движения, исключая необходимость в компонентах трансмиссии, таких как редукторы, коробки передач и шкивы. Именно поэтому он называется двигателем прямого привода.

Почему стоит использовать двигатель с прямым приводом?

Двигатели прямого привода обычно оснащаются энкодерами высокого разрешения, что позволяет им достигать более высокой точности, чем традиционные сервосистемы. Кроме того, конструкция с прямым соединением уменьшает погрешности позиционирования, вызванные механической передачей, обеспечивая точность обработки. Для некоторых методов управления с кулачковым приводом это не только уменьшает погрешности размеров, вызванные механическим трением, но и значительно снижает уровень шума во время установки и эксплуатации.

В чём разница между двигателем прямого привода (DD) и сервомотором?

Двигатель прямого привода, также известный как моментный двигатель, отличается высоким выходным крутящим моментом и интегрированной конструкцией, позволяющей устанавливать нагрузку непосредственно на поверхность двигателя. Отсутствие потери точности между двигателем и рабочей платформой повышает общую точность системы. Отсутствие редуктора или механической трансмиссии исключает потери энергии, связанные с такими компонентами. Конструкция прямого привода также упрощает изменение положения индексации посредством программирования, снижая при этом уровень шума при работе. Благодаря высокоточным энкодерам двигатели прямого привода могут достигать точности на уровне угловой секунды, поэтому в отрасли их называют двигателями прямого привода.

Обычный серводвигатель, также известный как исполнительный двигатель, используется в системах автоматического управления для преобразования электрических сигналов в угловое перемещение или угловую скорость. К ним относятся как серводвигатели переменного, так и постоянного тока. Принцип его работы заключается в том, что когда напряжение сигнала равно нулю, двигатель не вращается, а скорость равномерно уменьшается по мере увеличения крутящего момента. Серводвигатели могут работать в режимах управления крутящим моментом, положением и скоростью и обычно используются в системах управления с обратной связью, отличающихся высокой точностью. Как правило, они обладают низкой инерцией и подходят для задач позиционирования.

Почему двигатели прямого привода больше подходят для высокопроизводительных 5-осевых станков с ЧПУ?

Двигатели прямого привода (DD) используют конструкцию с прямым приводом без редуктора, что обеспечивает нулевой люфт, что крайне важно, поскольку люфт является одной из самых больших проблем в 5-осевых поворотных столах. Их чрезвычайно высокая точность и повторяемость в сочетании с высококачественными энкодерами, такими как оптические шкалы, позволяют достигать точности до долей угловой секунды, что особенно выгодно при обработке аэрокосмических компонентов и сложных деталей, таких как рабочие колеса. Кроме того, благодаря отсутствию механической цепи передачи, двигатели DD обеспечивают чрезвычайно быструю динамическую реакцию, что делает их идеальными для высокоскоростной 5-осевой одновременной обработки. Хотя первоначальная стоимость двигателей DD выше, чем у серводвигателей и редукторов, они требуют минимального технического обслуживания и обеспечивают гораздо более длительный срок службы, что в конечном итоге приводит к лучшему соотношению цены и качества.

Ведущие производители, такие как DMG Mori и Mazak, широко используют двигатели прямого привода DD в своих высокопроизводительных 5-осевых станках, демонстрируя, что двигатели прямого привода являются оптимальным решением для высокоточной 5-осевой обработки на станках с ЧПУ.