Como um stepper CNC EDM se compara aos modelos orientados por servo em velocidade e precisão?

No campo da fabricação de precisão, a usinagem de descarga elétrica (EDM) desempenha um papel indispensável no processamento de materiais rígidos, geometrias complexas e recursos finos difíceis de processar com os métodos tradicionais devido aos seus recursos exclusivos de processamento sem contato. Como o sistema de acionamento principal das máquinas EDM, os motores de passo e os motores servo determinam amplamente o desempenho do equipamento, especialmente em termos de velocidade e precisão, dois indicadores críticos. Entender as vantagens e desvantagens dessas duas tecnologias de condução em Máquinas CNC EDM é essencial para os fabricantes escolherem o equipamento que melhor atende às suas necessidades de aplicação.

Recursos de máquinas CNC EDM acionadas por motor de passo
Um motor de passo é um motor de controle de malha aberta que converte sinais de pulso elétrico em deslocamentos angulares ou lineares. Seu princípio de trabalho é receber sinais de pulso do controlador e fazer com que o motor gire um ângulo de etapa fixo a cada vez, alcançando assim o controle preciso da posição. Nas máquinas EDM CNC iniciais, os motores de passo foram amplamente utilizados devido aos seus métodos de controle relativamente simples, baixo custo e bom desempenho de precisão sob cargas específicas.

Desempenho de velocidade
O desempenho dos motores de passo é relativamente estável ao executar em baixas velocidades, mas seu torque cairá acentuadamente ao ser executado em alta velocidade, o que limita diretamente sua velocidade de operação máxima. Quando a frequência do pulso aumenta até certo ponto, o motor de passo pode experimentar "fora de passo", ou seja, o ângulo de rotação real não corresponde ao ângulo de rotação teórico, resultando em erro de posição. Essa característica torna a máquina EDM acionada por motores de passo relativamente ineficientes ao executar o posicionamento rápido ou o processamento de peças de trabalho de grande porte. Além disso, durante o processo de aceleração e desaceleração, os motores de passo também são propensos a ultrapassagem ou sub -quedas devido à inércia, exigindo tempo de estabilização adicional, afetando ainda mais a velocidade geral do processamento.

Desempenho de precisão
A precisão dos motores de passo depende principalmente do ângulo do passo. Quanto menor o ângulo de passo de um motor de passo, maior a precisão do posicionamento que pode ser alcançada em teoria. Através da tecnologia de unidade de subdivisão, um ângulo de etapa pode ser subdividido em vários microsteps, melhorando assim a resolução. No entanto, quando o motor de passo funciona por um longo tempo ou está sujeito a alterações em cargas externas, seu ângulo de etapa pode acumular erros, resultando em uma diminuição na precisão final do processamento. Ao mesmo tempo, devido ao controle de circuito aberto, o motor de passo não pode detectar e corrigir o erro de posição em tempo real. Quando uma etapa for perdida, isso afetará diretamente a qualidade do processamento. Ao executar o processamento de alta precisão e fino, o motor de passo pode parecer incapaz.

Custo e manutenção
O custo do sistema de acionamento do motor de passo é relativamente baixo, a estrutura é simples e a manutenção é relativamente conveniente. Isso torna a máquina EDM acionada pelo motor de passo uma escolha econômica para usuários com orçamentos limitados ou que não exigem precisão de processamento extrema.

Recursos de Machine Tools CNC EDM acionados por servo
O motor servo é um motor controlado por circuito fechado, que geralmente forma um sistema servo completo com um codificador, uma unidade de servo e um controlador. O sistema servo detecta a posição, velocidade e aceleração do motor em tempo real e o alimenta de volta ao controlador. O controlador compara o comando SET com o valor de feedback e ajusta continuamente a saída para garantir que o motor siga com precisão o movimento do comando. Esse controle de circuito fechado é a chave do sistema servo para obter alta velocidade e alta precisão.

Desempenho de velocidade
O motor servo pode manter uma saída de torque constante em uma ampla faixa de velocidade, o que significa que ele pode manter uma forte força motriz em altas velocidades, alcançando assim mais rápidas velocidades de processamento. O sistema servo possui uma velocidade de resposta mais rápida e maior desempenho dinâmico e pode concluir o processo de aceleração e desaceleração em pouco tempo, reduzindo o tempo de não processo. Isso melhora significativamente a eficiência do processamento para máquinas EDM que requerem comutação frequente ou processamento complexo de trajetória. Por exemplo, no processo de processamento de ligação com vários eixos ou remoção rápida da cavidade, as vantagens do servo drive são particularmente óbvias.

Desempenho de precisão
O sistema servo alimenta as informações da posição de volta em tempo real através do codificador e as compara com o controlador para formar um controle de malha fechada. Isso permite que o motor servo detecte e corrija qualquer erro de posição em tempo real, alcançando assim uma precisão e repetibilidade de posicionamento extremamente alta. Mesmo sob a influência de alterações de carga externa ou atrito, o sistema servo pode garantir seguidores precisos das instruções por meio de compensação automática. Os codificadores de alta resolução podem fornecer uma precisão de feedback de mícron ou até mesmo micron, permitindo que as máquinas EDM orientadas por servo sejam competentes para as tarefas de processamento de micro-máquina e cavidade mais exigentes e mais exigentes. Por exemplo, em campos com requisitos de precisão extremamente altos, como dispositivos médicos, peças aeroespaciais e fabricação de moldes, as unidades servo são uma escolha insubstituível.

Custo e manutenção
O custo de um sistema de acionamento servo é geralmente maior que o de um sistema de motor de passo porque contém vários componentes de alta precisão, como servo motores, codificadores, unidades de servo e algoritmos de controle mais complexos. No entanto, considerando sua melhoria significativa na velocidade e precisão e custos de manutenção operacional mais baixos a longo prazo (devido à sua maior confiabilidade e vida útil mais longa), as unidades de servo são um investimento que vale a pena para usuários que buscam alto desempenho e alta eficiência. Os sistemas servo também exigem mais conhecimento profissional de depuração e manutenção.

Comparação abrangente de motores de passo e unidades de servo em máquinas EDM

Conclusão e sugestões de seleção
Em resumo, os motores de passo e as unidades servo têm suas próprias características e escopo de aplicação nas máquinas CNC EDM.

As máquinas EDM acionadas por motor de passo têm vantagens de custo e são adequadas para aplicações que não requerem velocidade e precisão de processamento extremas ou orçamentos limitados, como processamento aproximado de alguns moldes gerais, produção em massa de peças simples etc. Eles também são relativamente simples de operar e manter.

As máquinas EDM orientadas por servo representam um nível mais alto de tecnologia e um desempenho mais destacado. Eles têm vantagens óbvias em velocidade, precisão, resposta dinâmica e confiabilidade e são ideais para alta precisão, micro-máquina, usinagem complexa de cavidade e produção de alta eficiência. Para indústrias como aeroespacial, médica, moldes de precisão e componentes eletrônicos que possuem requisitos estritos para a qualidade e eficiência da usinagem, investir em máquinas EDM orientadas por servo é a chave para alcançar a produção de alta qualidade e melhorar a competitividade do mercado.

Ao escolher máquinas EDM, os fabricantes precisam fazer uma troca abrangente com base em suas necessidades específicas de usinagem, orçamento, eficiência esperada da produção e requisitos para a qualidade final do produto. Se você buscar eficiência e precisão extrema de usinagem, especialmente na produção de peças complexas e de alto valor, as máquinas CNC EDM orientadas por servo serão, sem dúvida, um investimento mais sábio. Se você estiver executando apenas algumas tarefas de usinagem de rotina que não exigem alta precisão e têm um orçamento limitado, as máquinas acionadas por motor de passo também podem fazer o trabalho.

Com o avanço contínuo da tecnologia, o custo dos sistemas servo está diminuindo gradualmente e sua popularidade também está aumentando. No futuro, à medida que a indústria manufatureira continua a aumentar seus requisitos de precisão e eficiência da usinagem, as máquinas CNC EDM orientadas por servo se tornarão, sem dúvida, a escolha convencional no mercado.