スピンドル サーボ モーターは、閉ループ エンコーダ フィードバックを使用して構築されたスピンドル ドライブであり、正確な速度と位置の制御と、低 RPM でも強力なトルクを実現します。標準的なスピンドル モーターは通常、オープン ループまたは単純な速度フィードバックで動作し、精密な制御よりも広い速度範囲にわたって一貫した出力を優先します。どちらも機械の切削工具またはワークピースの回転を駆動しますが、低速トルク、剛性の高いタッピング、輪郭加工、または機械の軸動作との厳密な調整が必要な場合には、サーボタイプのスピンドルの方が適しています。一方、スピンドル自体の位置精度が重要ではない汎用の高速切削の場合は、標準のスピンドル モーターで十分であることが多く、よりコスト効率が高くなります。

重要なポイント

• 主要な違いは制御ループです。スピンドル サーボ モーターはエンコーダー フィードバックを使用してトルク、速度、位置を正確に保持します。標準的なスピンドル モーターは通常、オープン ループで動作し、速度範囲全体にわたって一定の電力が得られるように最適化されています。

• スピンドルモーターの定格は、持続的な切断力が仕事であるため、出力 (kW) によって決まります。送り軸サーボ モーターは、正確な位置決めが仕事であるため、トルク (Nm) によって評価されます。スピンドル サーボ モーターは、2 つのサーボ モーターの中間に位置し、両方を提供します。

• サーボタイプのスピンドルは通常、低 RPM でより高いトルクを保持し、負荷の変化からより早く回復します。これは、リジッドタッピング、重低速切削、およびマルチタスク (ターンミル) 作業にとって最も重要です。

• 実際の生産能力を決定するのは、ピークまたは短期間の定格ではなく、連続 (S1) 出力とトルクの定格です。常に同じデューティサイクルベースを使用してドライブを比較してください。

• 最高の kW または RPM 値を追い求めることよりも、ドライブをジョブに適合させることが重要です。汎用高速切削では多くの場合サーボ レベルの主軸制御が必要ありませんが、精密な複合加工では通常必要です。

2 つのドライブ タイプの実際の違い

基本的な違いは、生の出力定格ではなく、制御アーキテクチャです。スピンドル サーボ モータはエンコーダによってループを閉じますが、標準的なスピンドル モータは通常、オープンループまたは基本的な速度検出のみで動作します。

この違いは、それぞれのタイプのモーターが元々何をするために作られたかに遡ります。送り軸サーボ モーターは機械のテーブルまたは軸を駆動します。負荷は基本的に「一定のトルク」であり、その範囲全体で一貫して摩擦と切削抵抗を克服する必要があります。従来のスピンドル モーターは切削工具またはワークピースの回転を駆動します。負荷は「定出力」のように動作します。つまり、機械の出力曲線に従い、低トルクで高 RPM、または高トルクで低 RPM のように動作します。スピンドル サーボ モーターは事実上、ハイブリッドです。スピンドル モーターの回転、出力を重視した役割を引き継ぎ、サーボ システムの閉ループ フィードバックと制御精度が追加されます。

銘板番号よりもトルクと出力曲線が重要な理由

ピーク kW または RPM 定格だけで 2 つのスピンドル ドライブを比較することは、信頼できる比較ではありません。連続 (S1) トルクと出力曲線を要求してください。これらの曲線は、短期間のピークではなく、生産中にスピンドルが実際に維持できるものを反映しているためです。

• 電力 (kW) は、時間の経過とともにどれだけの作業を実行できるかを示します。トルク (Nm) は、特定の RPM でどれだけ強く押すことができるかを示します。固定出力定格ではトルクと RPM は反比例の関係にあるため、同じ kW のスピンドルでも、切削する速度範囲のどこに応じて大きく異なる動作をする可能性があります。

• 連続 (S1) 定格は、 ドライブが熱制限を超えることなく無期限に持続できる定格を反映します。ピークまたは短期間の評価は正当な数値である可能性がありますが、これらは短時間のバーストを表すものであり、何時間も実行されるジョブが信頼できるものではありません。

• 低速トルクは 、重切削、大径工具、およびより硬い材料の決定要因です。ピーク出力が強いスピンドルでも低速トルクが弱いと、重切削で最も力が必要な場所で行き詰まってしまいます。

• 2 つのサプライヤーのスピンドル ドライブを比較する場合は、見出しの数値だけでなく、トルク対速度および出力対速度の曲線も求めてください。それらがなければ、kW 対 kW の比較は意味がありません。

サーボタイプのスピンドルに追加コストがかかる場合

正確な低速トルク、急速な加速、または主軸の位置と軸の動きの間の厳密な調整が必要な場合は、主軸サーボ モーターを選択します。低コストでの単純な高速切削能力が優先される場合は、標準主軸モーターを選択します。

通常、サーボタイプのスピンドルが必要となるアプリケーション:

• リジッドタッピング。ねじ山を削らずに正確に切断するには、スピンドルが Z 軸送りと正確に同期する必要があります。

• ターンミル/複合加工。主軸が回転軸として機能する場合があり、回転速度だけでなく位置精度も必要です。

• 輪郭および輪郭フライス加工。さまざまな噛み合いや方向変更を通じてトルクを安定させる必要がある場合

• 重低速切削 持続的な低回転トルクにより失速やびびりを防止する、硬質材料の

通常、標準のスピンドル モーターで十分なアプリケーション:

• 汎用フライス加工、穴あけ、または旋削加工。スピンドルの役割は単に工具やワークピースを設定速度で回転させることです。

• 低速トルクよりも高回転での広い定出力範囲が重要な、アルミニウム、プラスチック、または複合材料の高速仕上げ作業

• 部品の公差やプロセスによって閉ループスピンドル制御の精度を高める必要がない、コスト重視の生産

材質と動作に合わせた主軸出力

スピンドル出力と速度範囲の選択は、利用可能な最大の kW または RPM 値を選択することからではなく、材料と切削操作から開始する必要があります。

• アルミニウムやその他の柔らかい材料は、 より小さな直径の工具を使用すると高いスピンドル速度で効率的に切削できるため、一般に、中程度のトルクでより高い RPM 範囲を好むことがわかります。

• 鋼およびより硬質の合金は、 一般に、より低い RPM でより多くのトルクと、より剛性の高い機械構造を必要とします。不十分な低速トルクは、より硬質な材料での失速や表面仕上げの低下の一般的な原因です。

• デューティサイクルはピーク定格と同じくらい重要です。 シフト全体にわたって維持できない短期間のピーク出力を定格とするスピンドルは、連続生産では銘板の性能を下回ります。

• 一般に、「ヘッドルームに合わせて」kW を過剰に指定するのではなく、電力を動作に合わせることにより、資本コストとランニングコストの両方が実際の作業に比例するようになります。

よくある質問

kW 定格が高いほど、常に切断性能が優れていることを意味しますか?

いいえ。トルク、RPM 範囲、および連続 (S1) デューティ サイクル定格が実際の切削性能を決定します。ピーク kW の数値が高く、低速トルクが弱い場合やデューティ サイクルが短い場合は、定格が低く、より適合するスピンドルの性能を下回る可能性があります。

標準のスピンドルモーターを後からサーボタイプのスピンドルにアップグレードできますか?

通常は単純な交換ではありません。サーボ タイプのスピンドルには閉ループ フィードバック ハードウェア (エンコーダ) と互換性のあるドライブ/コントローラが必要です。そのため、切り替えとは通常、既存のモータにコンポーネントを追加するだけでなく、スピンドル ドライブを交換し、コントローラがサーボ タイプのスピンドル制御をサポートしていることを確認することを意味します。

サーボ スピンドルは常に標準のスピンドル モーターよりも正確ですか?

位置および低速トルク制御については、そうです。これが閉ループ フィードバックの特有の利点です。ただし、全体的な部品精度は機械の剛性、ベアリングの品質、軸サーボの性能にも依存するため、サーボ スピンドルだけでは全体的な加工精度が保証されません。

スピンドルモーターと送り軸サーボモーターの違いは何ですか?

送り軸サーボ モーターは、機械のテーブルまたは軸の動きを駆動します。その負荷は基本的に一定トルク (摩擦と切削抵抗に打ち勝つ) であるため、主にトルク (Nm) によって評価されます。スピンドル モーターは切削工具またはワークピースの回転を駆動し、その負荷は速度範囲全体にわたって定出力特性に従うため、主に出力 (kW) によって評価されます。スピンドル サーボ モーターは、回転駆動と、送り軸サーボに一般的に関連付けられている閉ループ制御を組み合わせたものです。

私のアプリケーションにリジッドタッピングまたは輪郭フライス加工グレードのスピンドル制御が必要かどうかを確認するにはどうすればよいですか?

プロセスに、正確な主軸と送りの同期が必要なねじ切り加工や、方向変更を通じてトルクを安定させる必要があるプロファイル/輪郭切削が含まれる場合、これらは、標準の開ループ主軸ドライブではなく、サーボタイプの主軸制御を指定する価値があることを示す強力な指標となります。

結論

スピンドル サーボ モーターと標準スピンドル モーターのどちらを選択するかは、その作業に閉ループ精度と強力な低速トルクが必要か、それとも低コストでの単純な高速切削能力が必要かによって決まります。いずれかのタイプを指定する前に、銘板のピークではなく、連続的なトルクと出力の曲線を実際の材料、工具、デューティ サイクルと比較してください。 SZGHの AC サーボ スピンドル モーターおよびドライバーの 範囲は 1.5kW から 132kW までの S4T シリーズに及び、コンパクトな CNC マシンとより重い旋盤およびミーリングセンター スピンドルのアプリケーションの両方をカバーし、SZGH との連携に適合します。 CNC旋盤コントローラ と CNC フライス コントローラー システムについては、「 CNCコントローラーはどのように動作するのでしょうか?

スピンドルドライブに関する相談をリクエストする — 対象の材料、工具直径、デューティサイクルを共有してください。 SZGH のエンジニアリング チームは 、スピンドル サーボ ドライバーをアプリケーションに適合させるお手伝いをします。電子メール: export02@szghtech.com · WhatsApp: +86- 18925223781