SDC12989

4. Podział napędów posuwu i serwonapędów obrabiarek NC

tym względem gorsze) oraz możliwość ekonomicznej pracy nawet przy małych prędkościach obrotowych. Największą wadą tych napędów, poważnie ograniczającą ich zastosowanie, jest rozruch, hamowanie, czyli, ogólnie mówiąc, zmiana prędkości obrotowej. Rzecz w tym, że silnik synchroniczny nie może pracować w trybie asynchronicznym, a w stanach przejściowych tryb asynchroniczny występuje bardzo często.

Napędy synchroniczne o budowie konwencjonalnej mają wirniki z tradycyjnym uzwojeniem, z pierścieniami i szczotkami i ze stałoprądowym zewnętrznym jego zasilaniem. Te silniki nie znajdują zastosowania w serwonapędach z uwagi na wspomniane problemy w stanach nieustalonych.

Silniki z wirnikami specjalnymi nie mają zewnętrznego zasilania. Są to wirniki z magnesami trwałymi, np. z biegunami wydatnymi albo z rdzeniami z materiałów ferromagnetycznych, mogące pracować zarówno jako synchroniczne, jak i asynchroniczne. Istotne przy tym jest, że charakterystyka silnika, zwłaszcza mechaniczna rozruchowa, silnie zależy od konstrukcji wirnika.

Napędy synchroniczne oprócz poważnych problemów rozruchowych charakteryzuje niezwykle skomplikowany sposób ich sterowania oraz zasilania. Rozwój tych napędów nastąpił dopiero wówczas, kiedy na skalę przemysłową rozwinięto produkcję szybkich tranzystorów mocy oraz mikroprocesorów o dużej mocy obliczeniowej. Napędy zmiennoprądowe falownikowe mają wyłącznie sterowania mikroprocesorowe. Podobne problemy ze sterowaniem i zasilaniem dotyczą napędów asynchronicznych.

W ostatnich latach w napędach obrabiarek NC pojawiają się, obok silników o ruchu obrotowym, elektryczne silniki o ruchu postępowym, tzw. napędy liniowe. Są to zarówno napędy prądu stałego, jak i prądu przemiennego asynchroniczne i synchroniczne. Jednak siły pociągowe rozwijane przez silniki liniowe są jeszcze stosunkowo niewielkie, co ogranicza ich stosowanie do obrabiarek lekkich lub specjalnych maszyn technologicznych (obrabiarek laserowych).

Najważniejszymi zaletami napędów liniowych są: wyeliminowanie wszystkich pośrednich mechanizmów i przekładni (co istotnie obniża tzw. obciążenie bezwładnościowe, usuwa problemy luzów mechanicznych, zmniejsza wpływ oporów tarcia i inne) oraz bezpośrednie sprzęgnięcie silnika z napędzanym zespołem roboczym (wyraźne skrócenie łańcucha kinematycznego). Sprawia to, że właściwości dynamiczne serwonapędów są bardzo dobre, a struktura kinematyczna całej obrabiarki znacznie się upraszcza.

Do poważnych problemów technicznych napędów liniowych należy zagadnienie ciepła traconego w silniku. W odróżnieniu od silników o ruchu obrotowym, warunki chłodzenia w silnikach liniowych są zdecydowanie gorsze, a to istotnie ogranicza forsowanie prądowe silnika.