Какой шаговый двигатель поставить на чпу станок по дереву: Шаговый двигатель для ЧПУ станка. Какой выбрать?

alexxlab | 06.03.2023 | 0 | Разное

Содержание

Шаговый двигатель для ЧПУ станка. Какой выбрать?

Чтобы понимать какой шаговый двигатель для ЧПУ станка вам необходим, нужно знать требования к крутящему моменту и частоте вращения (скорости). Лучший шаговый двигатель будет способен обеспечить необходимый крутящий момент и при этом быть достаточно быстрым. Очень легко переплатить за слишком большой шаговый двигатель или выбрать слабый. Это руководство может помочь вам выбрать шаговый двигатель, который вам нужен для вашего приложения с ЧПУ.

Как специалиста по ЧПУ и консультанта, меня часто спрашивают рекомендации по шаговым двигателям от людей, которые хотят сделать ЧПУ или заменить двигатель в существующем ЧПУ.

Я предлагаю им свои лучшие варианты в зависимости от категории шагового двигателя:

STEPPERONLINE NEMA 17 Stepper Motor
STEPPERONLINE NEMA 23 Stepper Motor
TOAUTO Integrated Closed-Loop NEMA 23 Stepper Motor with Driver
Hobby-Unlimited NEMA 34 Stepper motor

Вот лучшие шаговые двигатели, доступные сегодня [2021] для приложений ЧПУ.

Шаговый двигатель	Пиковый ток	Удерживающий крутящий момент
1. Шаговый двигатель STEPPERONLINE NEMA 17	2А	84 унций дюйм
2. Шаговый двигатель Usongshine NEMA 17	1,5 А	60 унций в
3. Шаговый двигатель STEPPERONLINE NEMA 23	2,8 А	178,5 унций дюйм
4. Шаговый двигатель STEPPERONLINE NEMA 23 (3A)	3,0 А	269 унций в дюймах
5. Шаговый двигатель NEMA 23, 4,2 А с высоким крутящим моментом	4,2 А	425 унций дюйм
6. Шаговый двигатель TOAUTO с замкнутым контуром NEMA 23	3,0 А	283 унций дюйм
7. Комплект шагового двигателя RATTM NEMA 23	4,0 А	425 унций дюйм
8. Шаговый двигатель Hobby-Unlimited NEMA 34	6.0A	1200 унций в

Лучшие шаговые двигатели для ЧПУ

Лучшие шаговые двигатели NEMA 17

1.

Шаговый двигатель STEPPERONLINE NEMA 17 — лучший высокоточный шаговый двигатель.NEMA 17-2A Stepper Motor for CNC

Номинальный ток	2А
Удерживающий крутящий момент	84 унций дюйм
Совместимый драйвер	TB6600 или DM542T (и выше)

Краткие технические характеристики

Двигатель STEPPERONLINE NEMA 17, вероятно, является самым популярным шаговым двигателем NEMA 17 на сегодняшний день, и не без оснований. Удерживающий момент на этом двигателе составляет 84 унции на дюйм, что довольно много для двигателя NEMA 17 и подходит для большинства настольных ЧПУ и лазерных граверов. Фактически, он также идеально подходит для 3D-принтеров. Для сравнения: большинство настольных ЧПУ 30 x 18, представленных сегодня на рынке, таких как ЧПУ Sainsmart 3018, работают на шаговых двигателях с удерживающим моментом 35 унций на дюйм и номинальным током 1,3 А. Таким образом, крутящий момент более чем вдвое больше, чем у популярных настольных ЧПУ.

Этот шаговый двигатель для фрезерного станка с ЧПУ — отличный выбор для большинства любителей. Он может выдерживать максимальный ток 2А на фазу. Для запуска этого шагового двигателя вам нужен драйвер шагового, который имеет свое максимальное значение тока выше, чем 2 А. Наиболее популярные и рентабельные те, которые отвечают этому критерию являются TB6600 и DM542T. С этим двигателем у вас есть потенциал для создания настольного ЧПУ, который будет более мощным и плавным, чем любой из настольных ЧПУ стоимостью менее 500 долларов, представленных на рынке.

Однако вам также необходимо сопоставить с этим правильный контроллер. Убедитесь, что вы используете шаговый драйвер, такой как TB6600 или лучше, с этим двигателем 2A. Я говорю это, потому что многие бюджетные контроллеры ЧПУ GRBL на рынке имеют встроенные драйверы шагового двигателя, и большинство из них либо A4988, либо DRV8825.

Технически вы можете запустить этот двигатель с помощью шагового драйвера A4988 или DRV8825 при низком токе, но вы не сможете извлечь из него полную производительность. Если вы попытаетесь запустить его с этими драйверами на 2А, ожидайте, что через некоторое время он сгорит.

Для тех, кто интересуется, какой крутящий момент этот шаговый двигатель будет генерировать при разных оборотах при напряжении 24 В, это может помочь — Таблица крутящего момента в / с для шагового двигателя NEMA 17.

Этот двигатель имеет угол шага 1,8 градуса, а точность угла шага этого двигателя составляет +/- 5%. Индуктивность этого двигателя составляет 3,0 мГн, что меньше рекомендованной максимальной индуктивности 5,0 мГн. Это помогает достичь хорошего крутящего момента даже на более высоких оборотах. Он также имеет номинальную температуру окружающей среды 10-50 ° C и максимальную номинальную температуру 80 ° C.

Почти все пользователи этого двигателя сообщают о температуре ниже этой номинальной и лишь немного нагреваются при работе с током 1 А. Отличное управление нагревом этого двигателя помогает избежать пропуска шагов, которые случаются, когда шаговый двигатель становится слишком горячим. Этот шаговый двигатель поставляется с четкой документацией о том, какой из четырех проводов куда идет, и это действительно полезно, если вы не являетесь экспертом.

Если вам нужно несколько двигателей NEMA 17 вместо одного, я предлагаю вам выбрать этот набор из 5 двигателей NEMA 17 для оптовой скидк.

ЗА:

Высокий крутящий момент среди двигателей NEMA 17.

МИНУСЫ:

Требуется шаговый драйвер TB6600 или лучше.

2. Шаговый двигатель Usongshine NEMA 17

Usongshine NEMA 17 1.5A Шаговый двигатель

Номинальный ток	1,5 А
Удерживающий крутящий момент	60 унций в
Совместимый драйвер	A4988 или DRV8825 (и выше)

Краткие технические характеристики

Шаговый двигатель Usongshine NEMA 17 с удерживающим моментом 60 унций является прочным биполярным шаговым двигателем. Чтобы запустить этот шаговый двигатель, вам понадобится шаговый драйвер с максимальным номинальным током выше 1,5 А. Самыми популярными из них, отвечающими этому критерию, являются драйверы A4988, DRV8825 и TB6600. Если у вас есть контроллер со встроенными драйверами шагового двигателя, просто убедитесь, что у него есть драйвер A4988 или лучше (с точки зрения ампер). Какой бы шаговый драйвер вы ни выбрали или уже имеете, убедитесь, что ток, протекающий от него к двигателю, должен быть ниже номинального тока шагового двигателя, то есть 1,5 А.

Длина кабеля этого двигателя составляет 1 метр с четырьмя проводами, что является стандартом для биполярных шаговых двигателей в наши дни. Он представляет собой шаговый двигатель с углом наклона 1,8 градуса, что означает, что он будет делать 200 шагов на каждый полный оборот. Точность угла шага этого двигателя составляет +/- 5%, и большинство пользователей сообщают о минимальном количестве пропущенных шагов, если только они не работают постоянно с максимальной силой тока.

Печатные платы в моторном отсеке были модернизированы по сравнению с предыдущими версиями, чтобы обеспечить более плавное движение мотора. Вся поверхность двигателя покрыта эпоксидной смолой, что придает ему более высокую стабильность и низкий уровень шума. Мотор Usongshine, как и его корпус, также отличается высокой стабильностью, равномерной скоростью работы и низким уровнем шума. Медные катушки, используемые в двигателе и роторе из кремнистой стали, равномерно рассеивают тепло. Ротор из кремнистой стали вместе с прорезиненной поверхностью обеспечивает стабильную производительность, низкий уровень шума и более длительный срок службы продукта.

Этот двигатель работает при температуре около 50 ° C при нормальной нагрузке и нагревается до 70 ° C при максимальном номинальном токе 2А. Производитель не указывает индуктивность этого двигателя, но она низкая, что дает этому двигателю разумный крутящий момент даже при более высоких оборотах. Низкое сопротивление также увеличивает теплопроводность двигателя, обеспечивая как лучшую производительность, так и снижение потерь тепла. В целом, этот шаговый двигатель NEMA 17 — надежный вариант для любого настольного гравера, лазерного гравера или 3D-принтера.

Плюсы:

Хорошая совместимость с бюджетными шаговыми драйверами и контроллерами.

Минусы:

Более низкий крутящий момент по сравнению с двигателем StepperOnline NEMA 17 на 84 унции.

Лучшие шаговые двигатели NEMA 23

1. STEPPERONLINE NEMA 23 2.8A ШАГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ с ЧПУ

Шаговый двигатель для ЧПУ NEMA 23 2.8A

Номинальный ток	2,8 А
Удерживающий крутящий момент	178,5 унций дюйм
Совместимый драйвер	TB6600 или DM542T (и выше)

Краткие технические характеристики

Шаговый двигатель STEPPERONLINE NEMA 23 в целом является лучшим выбором среди шаговых двигателей NEMA 23, если вы ищете двигатель, уравновешивающий цену и крутящий момент. Биполярный двигатель развивает крутящий момент 178,5 унций на дюйм и имеет фиксированный угол шага 1,8 градуса. Этот шаговый двигатель может выполнять большинство задач, необходимых для DIY-маршрутизатора с ЧПУ, который режет дерево, пластик, алюминий и печатные платы.

В качестве эталона популярный ЧПУ Openbuilds Lead (размер 60 x 60 дюймов) имеет шаговый двигатель NEMA 23 на 175 унций, что очень близко к этому шаговому двигателю. Большинство 7-дюймовых токарных станков и небольших фрезерных станков, таких как настольный Sherline, работают с крутящим моментом 170-280 унций. Он имеет сопротивление 0,9 Ом и рассчитан на ток 2,8 А на фазу.

Корпус размером 57x57x56 мм состоит из смеси стали, меди и алюминия. Это обеспечивает долговечность двигателя, а также меньший вес по сравнению с двигателями NEMA 23 с аналогичным крутящим моментом. Двигатель StepperOnline NEMA 23 весит 1,54 фунта (700 г). Двигатель также может работать со скоростью 1000 об / мин на холостом ходу и в целом обладает высокой эффективностью при резке различных материалов.

Вы можете запустить этот двигатель с помощью драйвера TB6600 или драйвера DM542T. Конечно, вы можете использовать даже лучшие драйверы, если это требуется. Управляющее напряжение, необходимое для работы этого шагового двигателя, составляет 24-48 В, что является стандартным для большинства двигателей NEMA 23. Он имеет 4 подводящих провода и провод длиной 300 мм. Индуктивность этого двигателя составляет 2,5 мГн, что довольно мало, что дает ему высокий крутящий момент даже при высоких оборотах.

ЗА:

Легкий (700 г)

2. Шаговый двигатель STEPPERONLINE NEMA 23 3.0A — лучший

высокоскоростной шаговый двигатель. Шаговый двигатель STEPPERONLINE NEMA 23 3.0A — лучший высокоскоростной шаговый двигатель.

Номинальный ток	3 А
Удерживающий крутящий момент	269 унций в дюймах
Совместимый драйвер	TB6600 или DM542T (и выше)

Краткие технические характеристики

Этот двигатель StepperOnline NEMA 23 имеет тот же размер (форм-фактор), что и двигатель NEMA 23 2,8 А, указанный выше. Тем не менее, он имеет максимальный ток 3 А на фазу и удерживающий момент 269 унций. Это больше, чем 178,5 унций в двигателе 2,8A NEMA 23. Вопрос в том, нужно ли оно вам? Трудно сказать, нужно ли вам это, не зная, с какой скоростью вы хотите, чтобы ваш станок резал.

Скорость движения ЧПУ зависит от скорости подачи и зависит от числа оборотов вашего шагового двигателя. Проблема в том, что крутящий момент, который вы получаете от шагового двигателя, линейно падает при увеличении числа оборотов, чтобы маршрутизатор двигался быстрее. Для этого двигателя NEMA 23 вы по-прежнему получаете около 80% его максимального крутящего момента, то есть около 226 унций на дюйм при 400 об / мин, при работе от источника питания 48 В постоянного тока.

График крутящего момента

Если вам требуется более 400 об / мин, и вам нужен крутящий момент более 250 унций даже на этой скорости, я предлагаю вам перейти к следующему двигателю в этом списке с более высоким крутящим моментом. Этот двигатель также имеет более высокое сопротивление (1,12 Ом). Он также может работать с драйвером TB6600 или драйвером шагового двигателя DM542T.

Управляющее напряжение, необходимое для работы этого шагового двигателя, составляет 24-48 В, что является стандартным для большинства двигателей NEMA 23. Этот двигатель также имеет те же 4 вывода, но имеет большую длину вала — 21 мм по сравнению с предыдущим двигателем NEMA 23, который имеет длину 20,6 мм.

ЗА:

Обеспечивает более высокий крутящий момент
Доступная цена

3. Шаговый двигатель для ЧПУ с высоким крутящим моментом NEMA 23 4.2A — лучший шаговый двигатель с высоким крутящим моментом

Шаговый двигатель для ЧПУ NEMA 23 4.2A

Номинальный ток	4,2 А
Удерживающий крутящий момент	425 унций дюйм
Совместимый драйвер	DM542S (и выше)

Краткие технические характеристики

Это действительно монстр среди двигателей NEMA 23 и шаговый двигатель с высоким крутящим моментом. Этот шаговый двигатель с номинальным током 4,2 А на фазу и крутящим моментом 425 унций обычно является самым мощным из всех фрезерных станков с ЧПУ, которые режут такие материалы, как дерево, пластик, алюминий и печатные платы. Вы можете подняться выше этого только в том случае, если хотите серьезно обработать металл. Даже тогда в этом может не быть необходимости.

Многие большие токарные станки (10 x 22 или 10 x 32 дюйма) и тяжелые настольные мельницы (оси X и Y) имеют крутящий момент в пределах 400-600 унций на дюйм. Этот двигатель имеет действительно впечатляющую кривую зависимости крутящего момента от частоты вращения.

Кривая зависимости крутящего момента от частоты вращения

Если вы посмотрите на кривую, он обеспечивает скорость вращения 283 унции в минуту даже при 360 об / мин при работе от источника питания 36 В. Вы можете рассчитывать на еще большую мощность с 48 В постоянного тока. Этот шаговый двигатель может работать на умеренных скоростях с использованием драйвера DM542T, в то время как TB6600 может быть слишком слабым для этого двигателя. Если вы действительно хотите довести этот двигатель до предела, то есть до 4,2 А, вы должны получить драйвер, который может обрабатывать не менее 5 А, например DM542S (5,0 А), или DM556 (5,6 А), или Trinamic TMC5160 (входит в xPro V5 ).

Мотор имеет четыре провода с углом шага 1,8 градуса. Длина выводов на проводах составляет 400 мм (40 см). Как и следовало ожидать, этот двигатель довольно тяжелый для NEMA 23. Он весит 4 фунта (1,8 кг). Напряжение питания для этого двигателя должно быть в диапазоне 24-48 В постоянного тока. Этот двигатель имеет максимальную номинальную температуру 80 ° C. Если он нагревается больше, возможно, вам потребуется обновить драйвер шагового двигателя. В целом это то, что вам нужно, если вы хотите абсолютную мускулатуру размером с NEMA 23.

ЗА:

Очень высокий крутящий момент даже на высоких оборотах.
Практически никогда не пропускает шаг даже после долгого использования.

МИНУСЫ:

Тяжелый и требует драйверов 5А для полной производительности.

4. Интегрированный шаговый двигатель Nema23 с замкнутым контуром и драйвером TOAUTO — лучший шаговый двигатель с замкнутым контуром

TOAUTO NEMA 23 Шаговый двигатель с замкнутым контуром

Номинальный ток	3 А
Удерживающий крутящий момент	283 унций дюйм
Совместимый драйвер	Встроенный драйвер

Краткие технические характеристики

Шаговый двигатель TOAUTO NEMA 23 — хороший выбор, если вам нужен шаговый двигатель с обратной связью вместо шагового двигателя с открытым контуром. Шаговый двигатель с обратной связью имеет высокий удерживающий момент 283 унций на дюйм. Драйвер на 36 В, 5 А прилагается к двигателю, поэтому вам не нужно искать совместимый шаговый драйвер. Все двигатели, перечисленные перед этим двигателем, являются двигателями с разомкнутым контуром. Двигатели с разомкнутым контуром страдают от отсутствия обратной связи с контроллером.

Самым большим преимуществом выбора шагового двигателя с обратной связью является то, что он дает обратную связь контроллеру, аналогичную сервомотору, при почти 1/3 стоимости сервомотора. Шаговые двигатели с разомкнутым контуром могут иногда пропускать шаги, особенно при работе на предельных значениях тока, когда двигатель становится слишком горячим. Дополнительная обратная связь, которая передается контроллеру в шаговом двигателе с обратной связью, дает ему возможность либо корректировать свое положение, либо останавливаться после каждого движения в случае пропущенных шагов. Если вы выполняете критически важную работу, когда пропущенный шаг может испортить вашу заготовку, то шаговый двигатель с обратной связью может быть лучшим вариантом для вас. Он предупреждает вас о пропущенном шаге и останавливает движение, чтобы вы могли внести изменения во вводимые данные.

Шаговый двигатель с замкнутым контуром также работает холоднее, чем эквивалентный по крутящему моменту шаговый двигатель с разомкнутым контуром, поскольку он определяет фактическую нагрузку и подает только необходимый ток. В положении останова (0 об / мин) он почти прекращает подачу тока, что приводит к отсутствию нагрева, в то время как шаговый двигатель с разомкнутым контуром наиболее сильно нагревается в положении останова.

Синхронизация в реальном времени гибридной ступенчатой сервосистемы обеспечивает обратную связь для очень быстрого пуска и останова, стабильности остановки при нулевой скорости. Технология отслеживания положения, используемая в замкнутой системе реального времени, гарантирует отсутствие потери синхронизации. Он работает, устанавливая датчик положения за шаговым двигателем. Датчик положения обеспечивает максимальную точность шага или позиционирования. Кодировщик также применяет методику кодирования и фильтрации для преодоления проблемы резонанса. Это приводит к плавному и точному движению на низкой скорости и устраняет проблемы шума и вибрации, с которыми сталкиваются традиционные шаговые двигатели.

В гибридной системе сервопривода применяется метод управления током, который приводит к увеличению скорости на 30% и улучшает эффективный крутящий момент на 70%. Комбинированный эффект — работа с высоким крутящим моментом на высокой скорости. Эта система драйвера двигателя не требует дополнительной настройки и, как и другие шаговые двигатели, работает по принципу «plug-and-play».

ЗА:

Технология отслеживания местоположения обеспечивает лучшую синхронизацию в реальном времени
Поставляется с шаговым драйвером
Не сильно нагревается

МИНУСЫ:

Двигатель NEMA 23 будет иметь вал 0,25 дюйма, в то время как этот шаговый двигатель имеет вал 0,327 дюйма, и, следовательно, он больше похож на NEMA 24.
Дороже, чем другие двигатели NEMA 23.

5. Комплект шагового двигателя NEMA 23

Комплект шагового двигателя NEMA 23

Номинальный ток	2,8-4 А
Удерживающий крутящий момент	200 -425 унций дюйм
Совместимый драйвер	FMD2740C (и выше)

Краткие технические характеристики

Если вам нужны шаговые двигатели для вашего ЧПУ и вы не хотите беспокоиться о поиске совместимых шаговых драйверов и источника питания, тогда этот комплект для вас. Этот комплект шагового двигателя с ЧПУ включает 4 мощных шаговых двигателя NEMA 23, драйвер шагового двигателя FMD2740C или аналог, контроллер, источник питания и коммутационную плату. В комплект входит шаговый двигатель NEMA 23, который способен создавать удерживающий момент 425 унций на дюйм с точностью шага 5%. Точность сопротивления и индуктивности 10 и 20 процентов соответственно гарантирует, что двигатель следует фиксированному углу шага 1,8 градуса.

Импульсный источник питания имеет мощность 400 Вт и представляет собой единственный выход, производящий 36 В / 9,7 А, а входной — 100–120 В переменного тока или 200–240 В переменного тока. Коммутационная плата USB с ЧПУ обеспечивает простое подключение через USB. Плата оснащена высокопроизводительным контроллером движения, обеспечивающим исключительное управление двигателем. Е

ЗА:

Все в одном комплекте и нет необходимости проверять наличие дополнительных совместимых драйверов и расходных материалов.

Лучшие шаговые двигатели NEMA 34

1. Hobby-Unlimited Шаговый двигатель

NEMA 34 — Лучший шаговый двигатель NEMA 34Шаговый двигатель NEMA 34

Номинальный ток	6А
Удерживающий крутящий момент	1200 унций в
Совместимый драйвер	DM860T (и выше)

Краткие технические характеристики

Это шаговый двигатель NEMA 34 с удерживающим моментом 1200 унций и номинальным максимальным током 6 А на фазу. Удерживающий момент на нем в три раза больше, чем у предыдущего двигателя NEMA 23 с номиналом 4,2 А. Этот двигатель подходит для оси Z тяжелых настольных фрезерных станков. Один двигатель такого размера теоретически может поднять вес 75 фунтов, и этот шаговый двигатель является определением сверхмощного шагового двигателя.

Единственная причина, по которой вам понадобится этот двигатель для DIY-фрезерного станка с ЧПУ, — это если вы хотите вести постоянную производственную работу и вам нужно немного дополнительных преимуществ, которые вы получаете от более высокой мощности. Однако за дополнительную мощность приходится платить. Для этого двигателя вам потребуются монтажные кронштейны большего размера.

Кроме того, проверьте, в каком приложении, в котором вы используете двигатель, есть место для двигателя размером 86 x 86 мм и длиной 114 мм. Если вам нужно использовать такой мощный двигатель, убедитесь, что остальная часть вашей механической системы выдержит его. Вам нужно очень жесткое и прочное шасси, способное выдержать высокий крутящий момент, создаваемый этим двигателем. Если вы запустите это на слабой механической системе, которая не может выдержать нагрузку, вся установка может рухнуть и вызвать повреждение. Чтобы запустить этот двигатель, вам понадобится драйвер, способный выдавать больше, чем 6А.

Driver DM860T шагового является хорошим выбором для этого мотора. Он предназначен для работы двигателей NEMA 34 и NEMA 42 с диапазоном тока 2,4–7,2 А и источником питания 18–80 В переменного тока или 36–110 В постоянного тока. Этот двигатель NEMA 34 имеет четыре подводящих провода. Также он весит 7,5 фунтов (3,4 кг). Сверхмощный шаговый двигатель HobbyUnlimited со стальным корпусом рассчитан на длительный срок службы. Двигатель обеспечивает высокий удерживающий момент 1200 унций на дюйм за счет длинного 14-миллиметрового вала со шпоночной канавкой 5 мм. Двигатель имеет фиксированный угол шага 1,8 градуса и точность шага 5 процентов. Двигатель также работает при температуре окружающей среды от 20 ° C до 50 ° C (приблизительно).

ЗА:

Высокий крутящий момент
Прочный корпус, рассчитанный на длительный срок службы

МИНУСЫ:

Тяжелый — 3,6 кг

На что следует обратить внимание, прежде чем выбирать шаговый двигатель для вашего ЧПУ

Определение размеров NEMA: Как правило, с увеличением размера NEMA мощность и крутящий момент двигателя возрастают. Тем не менее, проверьте удерживающий момент, так как это возможно для двигателей NEMA 17.
Перекуп: шаговые двигатели легко перекупить. Любая избыточная мощность с точки зрения крутящего момента сверх безопасного предела — это бесполезная трата, которая никогда не будет использована. Вам нужно будет больше потратиться на источник питания, шаговый драйвер и контроллер, чтобы получить дополнительный крутящий момент, который вам действительно не нужен.
Крутящий момент и частота вращения: сначала оцените крутящий момент и число оборотов в минуту, необходимые для вашего приложения, а затем определите все остальное, что вам нужно, например, шаговые драйверы, источник питания и контроллеры. По мере увеличения числа оборотов шагового двигателя крутящий момент в шаговом двигателе падает почти пропорционально. Это можно компенсировать путем подачи более высокого входного напряжения через шаговый драйвер. Однако это означает, что вам нужно управлять повышенным теплом с помощью какого-то охлаждающего механизма.
Индуктивность: двигатели с низкой индуктивностью имеют лучший крутящий момент при более высоких оборотах. Как правило, предпочтительны двигатели с индуктивностью ниже 5 мГн.
Нагрев: чем больше ток в двигателе, тем больше тепла. Как правило, каждые 10% снижения тока приводят к снижению нагрева на 20%.
Требуемая мощность: предположим, что у вас есть четыре шаговых двигателя, требующих 2,8 А. Это означает, что всего требуется 4 x 2,8 = 13,2 А. Если номинальное напряжение 24 В, то номинальная мощность будет В * I = 24 x 13,2 = 316,8 Вт. Так что здесь в этом случае отлично подойдет блок питания 350 Вт 15 А.

Часто задаваемые вопросы

Шаговый двигатель какого размера следует использовать для фрезерного станка с ЧПУ?

Шаговые двигатели, используемые в фрезерных станках с ЧПУ, обычно представляют собой шаговые двигатели NEMA 17, NEMA 23 или NEMA 34 с удерживающим моментом от 30 унций (NEMA 17) до 1000 унций (NEMA 34).

Шаговые двигатели NEMA 17 используются в гравировальных станках с ЧПУ и небольших настольных фрезерных станках с ЧПУ.
Шаговые двигатели NEMA 23 используются в большинстве фрезерных станков с ЧПУ для любителей.
Шаговые двигатели NEMA 34 используются в промышленных фрезерных станках с ЧПУ и тяжелых настольных ЧПУ.

Номер NEMA относится к размеру корпуса шагового двигателя и не указывает напрямую на механические возможности двигателя.

Что лучше сервопривода или шагового двигателя?

Сервомоторы лучше подходят для приложений, требующих высокой точности и высокого крутящего момента даже на высоких скоростях. Однако серводвигатели более сложны, работают в замкнутом контуре и дороги по сравнению с шаговыми двигателями. Шаговые двигатели имеют разомкнутый контур и намного дешевле. Шаговые двигатели идеально подходят для любительского и непромышленного применения.

Как долго служат шаговые двигатели?

Шаговые двигатели обычно служат около 5 лет. Большинство шаговых двигателей проходят испытания на работу в течение 10 000 часов, и, учитывая типичный вариант использования, они могут прослужить 5 лет.

В чем недостатки шагового двигателя?

Недостатки шаговых двигателей в том, что крутящий момент быстро падает с увеличением числа оборотов, что может сделать их бесполезными для приложений, требующих высокой скорости.

Подбор и расчет шаговых двигателей для ЧПУ

При подборе шагового двигателя для ЧПУ необходимо отталкиваться от планируемой сферы применения станка и технических характеристик. Ниже представлены критерии выбора, классификация наиболее популярных двигателей и примеры расчета.

Как выбрать шаговый двигатель для ЧПУ: критерии

Индуктивность. Следует вычислить квадратный корень из индуктивности обмотки и умножить его на 32. Полученное значение нужно сравнить с напряжением источника питания для драйвера. Различия между этими числами не должны сильно отличаться. Если напряжение питания на 30% и более превышает полученное значение, то мотор будет греться и шуметь. Если меньше, то крутящий момент будет слишком быстро убывать со скоростью. Большая индуктивность потенциально обеспечит возможность для большего крутящего момента. Однако для этого потребуется драйвер с большим напряжением питания.
График зависимости крутящего момента от скорости. Позволяет определить, удовлетворяет ли выбранный двигатель условиям в техническом задании.
Геометрические параметры. Имеет значение длина двигателя, фланец и диаметр вала.

Совет: также следует обратить внимание на омическое сопротивление фаз, номинальный ток в фазе, момент инерции ротора, максимальный статический синхронизирующий момент.

Тип двигателя

Важный критерий – тип шагового двигателя для ЧПУ станка. Широко распространены биполярные, униполярные и трехфазные модели. Каждая из них имеет свои особенности:

биполярные чаще всего используют для ЧПУ благодаря простому подбору нового драйвера при выходе старого из строя, высокому удельному сопротивлению на малых оборотах;
трехфазные отличаются большей скоростью, чем биполярные аналогичного размера. Подходят для случаев, когда требуется высокая скорость вращения;
униполярные представляют собой несколько видов биполярных двигателей в зависимости от подключения обмоток.

Совет: еще один способ подбора двигателя – анализ готовых станков на рынке, которые близки по размерам и другим характеристикам к разрабатываемому.

Примеры расчетов шаговых двигателей для ЧПУ

Определяем силы, действующие в системе

Необходимо определить силу трения в направляющих, которая зависит от используемых материалов. Для примера коэффициент трения составляет 0.2, вес детали – 300 кгс, вес стола – 100 кгс, необходимое ускорение – 2 м/с², сила резания – 3 000 Н.

Чтобы рассчитать силу трения нужно умножить коэффициент трения на вес движущейся системы. Для примера: 0.2 x 9.81 (100 кгс+300 кгс). Получается 785 Н.
Чтобы рассчитать силу инерции надо умножить массу стола с деталью на требуемое ускорение. Для примера: 400 x 2 = 800 Н.
Чтобы рассчитать полную силу сопротивления надо сложить силы трения, инерции и резания. Для примера: 785 + 800 + 3 000. Получается 4 585 Н.

Справка: силу сопротивления должен развивать привод стола на гайке шариковой винтовой передачи.

Рассчитываем мощность

Формулы, приведенные ниже, представлены без учета инерции вала самого шагового двигателя и других вращающихся механизмов. Поэтому для большей точности рекомендуется увеличить или убавить требования по ускорению на 10%.

Для расчета мощности шагового двигателя следует воспользоваться формулой F=ma, где:

F – сила в ньютонах, необходимая для того, чтобы привести тело в движение;
m – масса тела в кг;
а – необходимое ускорение m/c².

Для определения механической мощности необходимо умножить силу сопротивления движения на скорость.

Совет: существуют калькуляторы для автоматического расчета мощности.

Рассчитываем редукцию оборотов

Определяется на основании номинальных оборотов сервопривода и максимальной скорости перемещения стола. Например, скорость перемещения составляет 1 000 мм/мин, шаг винта шариковой винтовой передачи – 10 мм. Тогда скорость вращения винта ШВП должна быть (1 000 / 10) 100 оборотов в минуту.

Для расчета коэффициента редукции учесть номинальные обороты сервопривода. Например, они равны 5 000 об/мин. Тогда редукция будет равна (5 000 / 100) 50.

Классификация шаговых двигателей для ЧПУ

Советские модели

В станках часто применяют шаговые двигатели индукторного типа, изготовленные в СССР. Речь о моделях ДШИ-200-2 и ДШИ-200-3. Они обладают следующими характеристиками:

Параметр	ДШИ-200-2	ДШИ-200-3
Потребляемая мощность	11.8 Вт	16.7 Вт
Погрешность обработки шага	3%	3%
Максимальный статический момент	0. 46 нт	0.84 нт
Максимальная чистота приемистости	1 000 Гц	1 000 Гц
Напряжение питания	30 В	30 В
Ток питания в фазе	1.5 А	1.5 А
Единичный шаг	1.8 град	1.8 град
Масса	0.54 кг	0.91 кг

При выборе следует обратить внимание на наличие индекса ОС. Это особая серия с военной приемкой. Имеет более высокое качество исполнения, чем обычные модели.

Китайские модели

Примеры китайских шаговых двигателей для ЧПУ и их характеристики представлены ниже.

Параметр	Модель
Параметр	JKM Nema 17 42mm Hybrid Stepper Motor	JK42HS48-2504	JK42HS40-1704
Длина, мм	48	40	34
Ток питания в фазе, А	2. 5	1.7	1.33
Единичный шаг (угловое перемещение), град	1.8	1.8	1.8
Масса, кг	0.34	0.32	0.22

Биполярные шаговые двигатели для ЧПУ от CNC Technology

Параметр	Модель
Параметр	86HS156-5004	57HS76-3004	42HS48-1704A
Ток питания в фазе, А	5	3	1.7
Единичный шаг (угловое перемещение), град	1.8	1.8	1.8
Индуктивность, мГн	6	3. 5	2.8
Диаметр вала	14	8	5

Зная критерии выбора и ориентируясь в предложениях по шаговым двигателям на рынке можно подобрать подходящую модель для станка ЧПУ. Главное – покупать у проверенных поставщиков.

3 причины купить шаговый двигатель для ЧПУ в компании CNC Technology

Двигатели от надежных производителей, эти же двигатели мы используем в наших станках.
Всегда в наличии на складе.
Комплексность: в нашем каталоге можно подобрать не только ШД, но и драйверы, датчики, соединительные муфты и другие комплектующие.

Получить консультацию по выбору шагового двигателя можно по телефону 8 (800) 350 33 60.

Как выбрать шаговые двигатели для вашего ЧПУ-Руководство

Попытка разобраться в характеристиках шаговых двигателей по крутящему моменту, оборотам в минуту и NEMA может оказаться непосильной задачей при создании вашего ЧПУ.

Легко ошибиться при выборе одного из них и в итоге получить избыточную или недостаточно мощную установку.

Эта статья предназначена для любителей и энтузиастов-любителей, которые помогут вам выбрать правильный шаговый двигатель, отвечающий требованиям вашего проекта и фрезерного станка с ЧПУ.

Я рассмотрел упрощенный метод для начинающих, который поможет вам быстро выбрать шаговый двигатель для вашей сборки. В конце я также расскажу о различных факторах, которые необходимо учитывать при выборе шагового двигателя для вашей сборки.

Что в этой статье?

Выбор шагового двигателя для ЧПУ- Shortcut
Выбор шагового двигателя на основе параметров станка
Факторы, которые следует учитывать

Быстрый метод выбора шаговых двигателей

Если вам нужен метод, который работает и быстро выполняет свою работу вы можете использовать это.

Однако это представляет небольшой риск, поскольку вы не сможете полностью раскрыть потенциал своей сборки.

Метод довольно прост: найдите на рынке фрезерный станок с ЧПУ с такими же характеристиками, что и ваша сборка.

Учитывайте эти важные параметры при выборе аналогичного станка с ЧПУ.

Его порталы должны иметь примерно такой же вес, как и порталы вашей сборки
Он должен иметь одинаковые компоненты линейного привода для каждой оси
Размер станка должен быть одинаковым (одинаковая занимаемая площадь и рабочая зона)
вес шпинделя должен быть одинаковым

Если вы можете найти станок с ЧПУ, который похож на вашу предполагаемую сборку, вы можете использовать шаговые двигатели, которые он использует.

Кроме того, вы можете ознакомиться с найденным продуктом, чтобы узнать, соответствует ли его производительность вашим требованиям.

Точный метод выбора шаговых двигателей для вашего ЧПУ

Выбор шагового двигателя для ЧПУ заключается в поиске правильного двигателя, который может обеспечить вам правильный крутящий момент и скорость.

В зависимости от ваших требований вам может потребоваться пожертвовать крутящим моментом ради скорости или скоростью ради крутящего момента.

Еще один момент, на который стоит обратить внимание, это то, что мощность ЧПУ зависит от самого слабого звена в системе.

Это означает, что нет смысла использовать тяжелый шаговый двигатель, если остальные компоненты вашего ЧПУ недостаточно жесткие, чтобы передать большую силу.

В некоторых случаях это может привести к катастрофическим последствиям.

Шаговый двигатель с контроллером

Скорость (скорость подачи)

Максимальная скорость подачи, которую вы можете достичь в своей сборке, зависит от различных факторов, таких как жесткость рамы, механизм линейного привода и, конечно же, используемые вами двигатели.

Для достижения оптимальной производительности выберите двигатель, обеспечивающий оптимальный крутящий момент при тех оборотах, которые вы получили на основе своих расчетов.

Когда я говорю об оптимальном крутящем моменте, это не означает, что двигатель должен развивать максимальный крутящий момент при указанных оборотах. Потому что крутящий момент всегда будет низким на высоких скоростях.

Высокий крутящий момент требуется только тогда, когда вы хотите запустить что-либо из состояния покоя, для поддержания движения портала вам не требуется максимальный крутящий момент вашего двигателя.

Ременные передачи и реечные передачи

Расчет частоты вращения двигателя для сопряжения с ременными передачами или реечной передачей выполняется очень просто.

Вы можете измерить линейное перемещение, которое происходит, когда шкив, на который опирается ремень, совершает один оборот, используя маркировку и ленту.

Дополнительно можно измерить диаметр шкива и найти его длину окружности.

Для реечного привода можно повернуть шестерню и измерить ход.

Получив это, вы можете разделить требуемую скорость подачи на линейное перемещение на один оборот шкива или шестерни, и вы получите число оборотов в минуту, необходимое для вашего шагового двигателя.

Допустим, вы используете ременной привод со шкивом диаметром 1 дюйм, соединенным непосредственно с двигателем. Окружность шкива составляет 22/7 дюйма (22/7 x диаметр).

Для достижения скорости подачи 150 дюймов на минуту шкив должен вращаться со скоростью около 50 об/мин.

Таким образом, вы можете подсчитать количество оборотов, которое необходимо сделать муфте, чтобы повернуть шкив один раз, и умножить его на количество оборотов, которое делает шкив для достижения желаемой скорости подачи, и вы получите число оборотов двигателя в минуту.0003

Ходовые и шарико-винтовые пары

Шаговый двигатель с шарико-винтовой передачей

Чтобы понять, как рассчитать скорость вращения ходовых и шарико-винтовых пар, рассмотрим пример. Рассмотрим ходовой/шариковый винт с шагом 2 мм.

Это означает, что при каждом обороте ходового/шарикового винта гайка линейно перемещается на 2 мм.

Допустим, вам нужна скорость подачи 150 дюймов в минуту, что составляет около 3810 мм в минуту. Разделите его на шаг, и вы получите 1905, то есть количество оборотов ходового винта с шагом 2 мм, чтобы достичь скорости подачи 150 дюймов в минуту.

Если вы соединяете ходовой винт напрямую с шаговым двигателем, вам понадобится шаговый двигатель с хорошим крутящим моментом при 1905 об/мин.

Тем не менее, почти все шаговые двигатели для домашних и любительских ЧПУ имеют кривую крутящего момента, которая очень низко падает выше 1000 об/мин.

Если вам по-прежнему нужна скорость, вы можете выбрать шестерни, которые увеличат скорость за счет снижения крутящего момента, или изменить приводной механизм и использовать ременную передачу или реечную передачу.

Вы также можете использовать ходовые винты с большим шагом. Например, если вы используете ходовой винт с шагом 4 мм, вы можете достичь 150 дюймов в минуту с помощью шагового двигателя, который имеет хороший крутящий момент при 950 об/мин.

Однако использование ходового винта с большим шагом ухудшает разрешение. Как правило, шаговые двигатели для любителей и самодельщиков имеют разрешение 200 шагов.

Это означает, что если шаг ходового винта составляет 10 мм, минимально возможное расстояние, на которое вы можете переместить ось, составляет 10/200, что составляет 0,05 мм или 0,002 дюйма.

Это разрешение можно улучшить, используя функцию микрошага, поддерживаемую драйверами шаговых двигателей.

В поисках крутящего момента

Крутящий момент в зависимости от числа оборотов типичного шагового двигателя NEMA 34

Крутящий момент — это то, что заставляет машину вращаться. Это зависит от различных факторов, таких как приводной механизм, линейные направляющие, вес шпинделя, вес порталов и разрезаемый материал.

Вы можете легко измерить крутящий момент, необходимый для перемещения осей. После того, как вы закончите настройку элементов линейного перемещения, вы можете прикрепить резьбу к валу, который соединяется с двигателем.

Убедитесь, что нить прикреплена к муфте по касательной, а затем привяжите другой конец к фиксированному весу или весу.

Затем нужно попытаться повернуть вал, потянув за шкалу, и отметить значение шкалы, при котором вал начинает вращаться.

Умножьте это на радиус муфты в том месте, где вы прикрепили резьбу, и вы получите минимальный крутящий момент, необходимый для перемещения осей.

Другой способ — прикрепить гаечный ключ к валу, к которому вы собираетесь прикрепить двигатели, а затем с помощью кухонных весов или напольных весов повернуть гаечный ключ так, чтобы открытый конец гаечного ключа опирался на весы.

Убедитесь, что шкала касается кончика ключа, а не между ними.

Обратите внимание на показания, когда вал начинает вращаться, и разделите значение на длину ключа, вы получите приблизительное значение крутящего момента, необходимого для перемещения вала.

Поскольку шаговые двигатели управляются без обратной связи, добавьте запас по крутящему моменту не менее 50 %, чтобы двигатель не пропускал шаги, при желании вы можете добавить запас в 100 % или более.

Допустим, вам нужно около 20 унций на дюйм, чтобы привести в движение ваш портал, выберите двигатель, который может обеспечить крутящий момент более 30 унций на дюйм или 40 унций на начальных скоростях.

Крутящий момент и число оборотов являются одними из основных параметров, определяющих производительность вашей сборки. Однако есть и другие параметры, которые необходимо учитывать при выборе правильного шагового двигателя.

Вас может заинтересовать это- Лучшие шаговые двигатели для ЧПУ [2022]

Другие факторы, которые следует учитывать при выборе шаговых двигателей

Размер ЧПУ

Размер вашей сборки может быть напрямую связан с размером двигателя. Это связано с тем, что по мере увеличения размера порталы становятся длиннее и, следовательно, тяжелее.

Итак, чтобы двигать более тяжелые порталы, нужны мощные двигатели. Кроме того, когда вы работаете с большими заготовками, чем быстрее работает ЧПУ, тем быстрее будет производство.

Шаговые двигатели по сравнению с двигателями постоянного тока обеспечивают лучшее управление и высокую производительность, чем двигатели постоянного тока того же размера.

Шаговые двигатели имеют стандартные размеры, и эти стандарты называются стандартами NEMA. Он определяет размер корпуса двигателя.

Это ничего не говорит о характеристиках двигателя, но обычно больший двигатель означает, что он имеет больше обмоток, что означает, что он более мощный, чем двигатель меньшего размера.

В любительских и самодельных ЧПУ мы в основном используем NEMA 17, NEMA 23 и NEMA 34. Этот размер означает расстояние между центрами двух соседних монтажных отверстий.

В двигателе NEMA 17 отверстия расположены на расстоянии 1,7 дюйма друг от друга, в двигателе NEMA 23 — на расстоянии 2,3 дюйма.

Существуют более крупные шаговые двигатели, такие как NEMA 57, но мы редко видим их на ЧПУ, созданных для хобби или малого бизнеса. Как правило, они используются для очень высоких нагрузок.

Шаговые двигатели NEMA 17

Для настольных фрезерных станков с ЧПУ с рабочей зоной менее 1,5 x 1,5 дюймов можно использовать шаговые двигатели NEMA 17. Доступны шаговые двигатели NEMA17 с удерживающим моментом около 70 унций на дюйм. Шаговые двигатели

NEMA 17 в основном предпочтительны для гравировки и резки пенопласта, поскольку им требуется меньший крутящий момент для поддержания движения режущих долот.

Кроме того, режущее оборудование, используемое в таких приложениях, не тяжелое, а порталы легкие, поэтому вы можете хорошо работать с двигателем NEMA 17.

Шаговые двигатели NEMA 23

Эти двигатели доступны с удерживающим моментом до 300 унций на дюйм и подходят для станков с ЧПУ с рабочей зоной до 4 x 4 футов.

На машинах для строительства скважин NEMA 23 может достигать быстрой скорости до 500 дюймов в минуту.

Шаговые двигатели NEMA 34

Вы можете приобрести двигатели NEMA 34 с максимальным удерживающим моментом около 1500 унций на дюйм. Вы должны предпочесть эти двигатели для ЧПУ с площадью резания более 4 x 4 футов и с цельнометаллическими порталами.

Его можно использовать на больших фрезерных станках с ЧПУ с алюминиевым и стальным шасси для быстрой скорости около 1000 дюймов в минуту.

Типичным примером является фрезерный станок с ЧПУ Avid CNC PRO 4×8, в самой продвинутой версии которого используются двигатели NEMA 34.

Они также используются на оси Z тяжелых настольных фрезерных станков.

Шаговые двигатели NEMA 34 960 унций и NEMA 23 420 унций

Вам нужен серводвигатель или шаговый двигатель — серводвигатель или шаговый двигатель для ЧПУ

Удерживающий момент

Удерживающий момент — это сила, необходимая для перемещения вала двигатель, когда его обмотки находятся под напряжением. Удерживающий крутящий момент шагового двигателя является важным фактором, который следует учитывать при создании станка с ЧПУ.

Удерживающий момент двигателей удерживает портал на месте и предотвращает его перемещение из-за внешних сил во время резки.

Например, шарико-винтовые пары склонны к обратному ходу, что означает, что нагрузка может вращать шарико-винтовую передачу в обратном направлении.

Это можно увидеть в случаях, когда вы используете шарико-винтовую передачу на вертикальной оси для удержания тяжелых шпинделей. Вес шпинделя может привести к падению шарикового винта, и весь портал с вертикальной осью рухнет.

Эта проблема обычно решается путем использования шагового двигателя с достаточным удерживающим моментом, чтобы предотвратить обратный ход шарико-винтовой пары.

Итак, выберите шаговый двигатель с достаточным удерживающим моментом, чтобы ваши порталы были заблокированы на месте под нагрузкой.

Механизм линейного привода

Различные компоненты линейного привода имеют разные характеристики, и вам необходимо найти правильный шаговый двигатель, который подходит к выбранному вами механизму линейного привода.

Ременные передачи имеют наименьшее трение и ими легче управлять, чем другими приводными механизмами. Ременные приводы требуют более низких оборотов, что означает, что вы можете использовать зубчатые ремни для обмена оборотов на крутящий момент.

Ходовые винты имеют трение и требуют большего крутящего момента, чем другие приводные механизмы. Поэтому выбирайте двигатель с достаточным крутящим моментом на оборотах, необходимых для предполагаемой скорости подачи.

Кроме того, вы не должны использовать очень высокие обороты для длинных ходовых винтов, потому что длинные ходовые винты склонны к биению при вращении на очень высоких оборотах.

Для ШВП требуется больший удерживающий момент, чем для других приводных механизмов, чтобы предотвратить обратный ход ШВП.

Проблема с реечными приводами заключается в том, что в большинстве случаев не происходит преобразования крутящего момента, и вам нужен двигатель с хорошим рабочим крутящим моментом, а также хорошим удерживающим моментом.

Линейные направляющие

Линейные направляющие — это компонент, который направляет движение портала. Как правило, в фрезерном станке с ЧПУ для любителей у нас есть три типа линейных направляющих, V-образные колеса, линейные рельсы и линейные подшипники.

Среди этих трех V-образные колеса имеют наименьшее количество трения, за ними следуют линейные подшипники и линейные рельсы.

В зависимости от того, какую линейную направляющую вы выберете, вам понадобится шаговый двигатель, который легко преодолевает трение и перемещает линейную направляющую.

Материал заготовки

Различные материалы имеют различную твердость и требуют соответствующего приложения силы к концевой фрезе для их прорезания.

В зависимости от материала, который вы собираетесь обрабатывать на ЧПУ, требуемый шаговый двигатель может различаться.

Если вы делаете гравировальный станок или фрезерный станок с ЧПУ, который режет мягкие материалы, вам может подойти шаговый двигатель NEMA 17.

Для фрезерного станка с ЧПУ, который режет дерево и иногда алюминий, вам следует выбрать шаговый двигатель NEMA 23 для достижения хорошей скорости резки.

Если вам нужна профессиональная установка начального уровня, которая может резать металлы, вам нужно выбрать варианты NEMA 34 или выше, чтобы получить оптимальную производительность.

Номинальный ток и напряжение двигателя

Номинальные напряжение и ток шагового двигателя дадут вам представление о его мощности. Кроме того, эти данные также понадобятся вам для выбора правильного драйвера для ваших шаговых двигателей.

Эмпирическое правило: чем выше ток, тем выше крутящий момент шаговых двигателей. Однако это также означает, что вам потребуются драйверы, способные обрабатывать токи, необходимые шаговому двигателю.

Можно сказать, что цена драйверов шаговых двигателей пропорциональна нагрузке, которую они могут нести. Таким образом, следует избегать выбора шагового двигателя с более высоким номиналом, чем требуется, чтобы снизить затраты.

Счетчик шагов

Шаговые двигатели перемещаются с приращением угла, называемым шагами. Большинство производителей указывают количество шагов, которые двигатель делает за один оборот.

Как правило, шаговые двигатели, доступные для самостоятельного применения, имеют количество шагов, равное 200. Это означает, что двигатель сделает 200 шагов, чтобы совершить 360-градусный поворот вала двигателя.

Что составляет 1,8 градуса на шаг, это наименьшая величина, на которую можно увеличить положение вала. Однако, используя методы микрошага, вы можете увеличить шаг и уменьшить угол шага.

Поиск подходящего шагового двигателя включает в себя поиск правильного баланса между факторами, которые я обсуждал.

Возможно, вы захотите приобрести самый мощный двигатель, какой только сможете получить, но если вся эта мощность никогда не будет использована вашей машиной, нет никакой реальной выгоды от траты дополнительных денег.

Однако, если вы собираетесь в ближайшем будущем произвести апгрейд, вы можете выбрать более мощные моторы, чем это необходимо. Тем не менее, для начинающих я предлагаю моторы меньшего размера и менее дорогие, так как их легко заменить с финансовой точки зрения, если вы повредите один из них во время обучения.

Руководство по размерам шагового двигателя для фрезерного станка с ЧПУ — Circle M Деревообработка

Если вы только начинаете работать с фрезерными станками с ЧПУ, совершенно нормально не знать размер используемого шагового двигателя. Какие варианты доступны и когда они наиболее полезны?

Шаговые двигатели для фрезерных станков с ЧПУ обычно имеют размеры NEMA 11–57. NEMA 23 — самый популярный размер шагового двигателя для станков с ЧПУ для любителей. Шаговые двигатели меньшего размера, чем NEMA 17, используются в аниматронных и робототехнических приложениях, а более крупные в основном используются в более крупных станках с ЧПУ.

В этой статье вы узнаете больше о том, как работают шаговые двигатели, о различных размерах и советы по их выбору. Мы также рассмотрим несколько наиболее популярных вариантов шаговых двигателей, представленных сегодня на рынке.

Что такое шаговый двигатель?

Шаговый двигатель — это двигатель постоянного тока, предназначенный для преобразования электрических импульсов в механическое движение. Он поставляется со шпинделем или валом, который вращается дискретными шагами — обычно 200 шагов за оборот — при подаче на него нужного количества электричества.

Шаговый двигатель с ЧПУ со стандартным фланцем NEMA 23 Рекламные объявления

Шаговый двигатель полезен в сценариях, где важно управление движением. Обычно они используются в ситуациях, требующих контроля синхронизма, положения, скорости и угла поворота. Вот почему они используются в различных личных и промышленных установках, включая плоттеры, принтеры, устройства для захвата, гравировальные станки, столы X-Y и многое другое.

Объяснение технологии шагового двигателя

Шаговые двигатели вращаются отдельными шагами. Они поставляются со многими катушками, которые были разделены на так называемые фазы. После подачи питания на каждую фазу двигатель будет постепенно переходить от одного шага к другому.0003

Когда компьютер управляет движением, вы можете получить очень точное управление скоростью, а также позиционирование. Вот почему технология шагового двигателя широко используется во многих приложениях, где важно точное управление движением.

Поэтому шаговые двигатели используются в фрезерных станках с ЧПУ из-за точно повторяющихся шагов и очень стабильных рабочих скоростей.

AdvertisementsРазмеры шаговых двигателей для фрезерных станков с ЧПУ

Шаговые двигатели обычно входят в различные группы размеров упаковки, называемые размерами NEMA. Типичными вариантами на рынке являются NEMA 11, 14, 17, 23, 34, 42 и 57. Это обозначение NEMA определяет только монтажный интерфейс двигателя. Другие характеристики, такие как длина шпинделя и длина двигателя, могут различаться у разных производителей или даже между моделями.

При определении размеров учитываются типы шаговых двигателей с одинаковым расположением болтов для типичного монтажа. Большее число означает больший общий размер корпуса двигателя. Таким образом, NEMA 23 будет иметь размер корпуса 2,3 дюйма (57 мм), а шаговый двигатель NEMA 11 — 1,1 дюйма (28 мм).

Важно обращать внимание на рейтинг NEMA, а не на длину корпуса. Это связано с тем, что длина корпуса для двигателя NEMA 17, например, будет варьироваться от одного производителя к другому. Однако достижимый крутящий момент на более крупном двигателе всегда будет выше.

Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных вариантов NEMA для приложений с ЧПУ.

NEMA 23

Этот вариант в основном используется в более крупном оборудовании, таком как 3D-принтеры с более высокой рабочей нагрузкой, и в небольших станках с ЧПУ, где важен крутящий момент, чтобы обеспечить достаточную силу, чтобы инструмент пронзил обрабатываемый материал. Это также гарантирует, что машину можно будет легко перемещать.

NEMA 34-57

Как правило, это шаговые двигатели, которые выбирают для промышленных установок ЧПУ с чугунными или стальными порталами, а также для крупногабаритных движущихся частей. Это варианты, обычно выбираемые для систем, в которых требуется управление линейным движением.

Рекламные объявленияNEMA 17

Обычно используется в 3D-принтерах и более дешевых твердотельных настольных гравировальных станках. Для таких применений требуется очень низкий крутящий момент как в конструкции машины, так и в силе, чтобы протолкнуть материалы.

AdvertisementsКак выбрать шаговый двигатель

Есть несколько вопросов, на которые вы должны ответить при выборе шагового двигателя для любых целей. К ним относятся следующие:

Какой уровень точности требуется при позиционировании груза?
Какой крутящий момент необходим для перемещения груза?
Как быстро груз должен двигаться или ускоряться?
Как двигатель будет соединен с нагрузкой?

Ответив на эти вопросы, вы сможете правильно выбрать шаговый двигатель для своей работы. Однако для типичного фрезерного станка с ЧПУ размер шагового двигателя NEMA 17-23 почти всегда подойдет.

Лучшие шаговые двигатели для фрезерных станков с ЧПУ

Попробуйте этот небольшой набор на Amazon, если хотите увидеть, как работают некоторые шаговые двигатели. Весь комплект можно приобрести (на момент публикации) примерно за 45 долларов США:

5 Набор малых шаговых двигателей и соответствующих плат драйверов.

ELEGOO UNO R3 Board to control the motor drivers

Prototype Breadboards

Multicolored Dupont Wire

When you are comfortable using stepper motors and are ready to move on to a bigger project, we собрал множество шаговых двигателей для вашего ЧПУ. Они перечислены ниже:

Шаговый двигатель ToAuto NEMA 23

Этот шаговый двигатель получил высокую оценку, поскольку он оснащен технологией отслеживания положения, которая гарантирует, что вам не придется беспокоиться о проблемах с синхронизацией при работе с ним. Производители также включили энкодер положения для создания структуры с обратной связью, которая позволяет выполнять автоматическую коррекцию положения.

Кроме того, энкодер алгоритм обратной связи и метод фильтрации обеспечивают точность и бесшумность операций.

StepperOnline NEMA 23 Шаговый двигатель с ЧПУ

Благодаря отличной отделке и конструкции это один из лучших шаговых двигателей, которые вы можете найти. Его можно использовать в самых разных приложениях, в том числе на фрезерном станке с ЧПУ и 3D-принтерах. По цене это отличное соотношение цены и качества. Вы найдете его очень подходящим для таких приложений ЧПУ, как Prusa, Rostock и RoBo 3D. Тоже хороший вариант для любителей.

StepperOnline NEMA 17 Биполярный шаговый двигатель 2A

Это еще один качественный продукт от уважаемого бренда в нише шаговых двигателей. Двигатель StepperOnline NEMA 17 может управлять всеми видами 3D-принтеров и станков с ЧПУ. Даже когда вы едете на нем при одном ампере и 36 вольтах, он не будет сильно нагреваться.

Может работать долгие часы без сбоев. Он обеспечивает достаточный крутящий момент, поэтому он не будет проскальзывать во время работы. Долговечность и прочность, которые он предлагает, означают, что некоторые люди в конечном итоге выбирают его вместо покупки шагового двигателя NEMA 23.

Биполярный шаговый двигатель Quimat NEMA 17

Это один из лучших шаговых двигателей NEMA 17 с ЧПУ, которые вы найдете сегодня на рынке. Он эффективно работает как от 12 В, так и от 9 В постоянного тока. Тем не менее, рекомендуется работать на 9 В, но приятно знать, что у вас есть вариант 12 В, если того требует ситуация. Конструкция прочная и долговечная, а значит, на нее можно рассчитывать в течение длительного времени. Еще один отличный вариант для любителей.

StepperOnline Низкоточный шаговый двигатель Nema 23

Как вы, вероятно, догадались из названия, наиболее заметным преимуществом этого шагового двигателя с ЧПУ является его способность работать при низком токе, даже если он имеет высокий крутящий момент. Он может хорошо работать с любым драйвером шагового двигателя, который может работать со средним током. Любой любитель может работать с шаговым двигателем, так как инструкция по использованию очень понятна. Тем не менее, размер двигателя означает, что вы должны быть уверены, что у вас есть место для него.

Шаговый двигатель Rtellingent Nema 23 4A

Это еще один шаговый двигатель NEMA 23, который может работать со станками с ЧПУ, а также с 3D- и лазерными принтерами.