Блоки питания для станков с ЧПУ

В результате повышения доступности ЧПУ технологий станки с программным управлением используются не только на крупных предприятиях, но и в небольших частных мастерских. Современное оборудование служит для производства сложных деталей, рекламных носителей и сувениров. Условия эксплуатации оборудования могут быть самыми разными. Одним из наиболее распространенных факторов риска для сложной электроники станков с ЧПУ считается низкое качество сетевого напряжения. Броски и просадки приводят к сбоям в работе программ, пропуску шагов, могут вывести из строя компоненты системы управления и приводы.

В данной статье мы расскажем о том, как подобрать блоки питания для станков с ЧПУ и о способах решения проблем, связанных с низким качеством напряжения.

Как выбрать блок питания для приводов перемещения?

Приводы перемещения, как правило, выполнены на сервомоторах и шаговых двигателях. Выбор блока питания для ЧПУ сводится к определению необходимых параметров силы тока, напряжения, а также вида источника. По конструкции они могут быть линейными и импульсными (регулируемыми и нерегулируемыми).

Сила тока

Для определения силы тока источника, достаточной для драйвера шагового двигателя, достаточно выполнить простейшие математические вычисления. Для линейного источника ток фазы двигателя умножают на 2/3, а для импульсного – на 1,2. Например, для двигателя с нагрузкой 3 А необходимо выбирать линейный источник питания минимум на 2 А. Сила тока импульсного блока должна составлять 3,6 А.

При подключении двух и более шаговых двигателей к одному источнику их токи (с учетом коэффициентов) суммируются. Коммутация выполняется по схеме «звезда» с соединением на клемме блока питания. Последовательное соединение двигателей не допускается.

Напряжение

Индуктивная составляющая нагрузки влияет на напряжение блока питания привода станка ЧПУ. Для расчета максимального напряжения источника некоторые производители шаговых и серводвигателей рекомендуют использовать следующую формулу:

U = 32 × √L

где L – это индуктивность в мГн. Превышение максимального напряжения нередко приводит к повреждению обмоток электродвигателя.

При расчете блока питания для нескольких двигателей выбирают тот, у которого значение индуктивности меньше других. Это позволит уберечь обмотки от перегрева, но отрицательно повлияет на динамику привода.

Вид блока питания

Большинство производителей станков с ЧПУ используют линейные блоки питания, построенные на тороидальных трансформаторах. Устройства отличаются простотой конструкции, отказоустойчивостью и способностью выдерживать перегрузки по току.

Линейные регулируемые блоки питания популярны благодаря низкой стоимости. При резком торможении шагового двигателя, запитанного от такого источника, вырабатывается ЭДС торможения, в результате чего контроллер из потребителя энергии может превратиться в ее источник. Такая перегрузка приведет к защитному отключению привода. Нерегулируемые линейные блоки питания, разработанные для нагрузок с индуктивной составляющей, лишены такого недостатка.

Для комплектации фрезерно-гравировальных и лазерных станков MULTICUT используются сервоприводы DELTA мощностью 750 и 1000 Вт, состоящие из двигателя, контроллера и встроенного блока питания. Они рассчитаны на непосредственное подключение к сети переменного напряжения 220/380 В. Для заказчиков, которые предпочтут более доступные шаговые приводы, мы предлагаем продукцию компаний MIGE и YAKO.

Особенности питания шпинделей в станках ЧПУ

Комплектация фрезерно-гравировальных станков производства компании MULTICUT выбирается в соответствии с производственными задачами. Наши инженеры учитывают твердость обрабатываемых материалов, время непрерывной работы оборудования, частоту и продолжительность включений приводов. Один из основных узлов – шпиндель – требует наиболее серьезного подхода в выборе системы питания. На привод действуют высокие нагрузки, вызванные с сопротивлением материала резанию. Из-за изменения скоростей перемещения их интенсивность также колеблется в широких пределах.

Станки MULTICUT комплектуются шпинделями мощностью от 1,5 до 9 кВт двух проверенных производителей:

• GDK (Китай) – бюджетные шпиндели с высокими показателями надежности;
• HSD (Италия) – оборудование премиального класса для эксплуатации в условиях непрерывного серийного и массового производства.

Двигатели работают в широком диапазоне скоростей вращения. Они питаются от сети переменного тока 220/380 В с номинальной частотой 400 Гц. В системе питания шпинделей мы используем частотные преобразователи Delta, которые выполняют следующие задачи:

• повышают степень гибкости управления скоростью вращения на ходу;
• обеспечивают стабильное напряжение питания;
• реализуют плавный пуск и остановку двигателя.

Применение частотных преобразователей позволяет управлять скоростью вращения с постоянным крутящим моментом на валу, то есть без потери мощности. Они обеспечивают рациональное использование электроэнергии. Благодаря плавному запуску через частотный преобразователь двигатель не создает пусковых нагрузок, соответственно, не просаживает напряжение в сети.

Частотные преобразователи с векторным управлением Delta отличаются широким функционалом и удобством в управлении. Он может работать с управляющим сигналом по протоколу Modbus, поступающим с системы ЧПУ, поддерживает ручную регулировкой частоты при помощи потенциометра. Частотный преобразователь снабжен выходом питания для внешних устройств (+24 В), опционально комплектуется тормозным резистором. Для решения проблем с импульсными помехами, которые устройство, используется фильтр EMI.

Блоки питания для лазерных трубок

Компания MULTICUT производит лазерные станки для раскроя листовых и рулонных материалов различной толщины, а также для гравировки. Оборудование комплектуется CO₂ лазерами мощностью 60, 80 и 150 Вт. Для питания трубок используются блоки высокого напряжения, или розжига. Комплектация оборудования MULTICUT выбирается исходя из толщины разрезаемого материала, его физических свойств и состава.

Основными требованиями к выбору высоковольтных блоков питания для лазерных станков с ЧПУ считаются:

• соответствие мощности трубки и блока;
• возможность регулировки мощности;
• постоянство силы тока при переходе от напряжения розжига к рабочему;
• надежность.

Мы используем блоки высокого напряжения Reci, Lasea и других проверенных производителей, которые характеризуются высокой скоростью отклика, эффективностью, надежностью и широким диапазоном рабочих температур. Блоки розжига совместимы с трубками большинства производителей. Для управления выходной мощностью лазера можно использовать аналоговый и цифровой сигналы. Устройства оснащены системой принудительного воздушного охлаждения, снабжены защитой от превышения собственной температуры и перегрева лазерной трубки.

Компания MULTICUT производит станки с ЧПУ для небольших мастерских и крупных предприятий. Для получения помощи в выборе оборудования свяжитесь с менеджером компании по телефону. Свои вопросы Вы также можете отправить на электронный адрес компании.