Planetaire versus tandwielreductor: betere spelingcontrole voor CNC-servosystemen

Op een CNC-bewerkingscentrum draagt een verloopstuk met een speling van 3 arcmin bij aan een positioneringsfout van ongeveer 0,26 mm bij een gereedschapsradius van 300 mm wanneer de as van richting verandert. Dat is voldoende om een ​​precisieonderdeel buiten de tolerantie te duwen en zichtbare gereedschapssporen op een afgewerkt oppervlak achter te laten. De keuze tussen een planetaire versnellingsbak en een tandwielreductor gaat niet over kosten of gemak. Het gaat erom of uw servosysteem de opgedragen positie, onderdeel na onderdeel, kan vasthouden.

Wat spelingcontrole betekent in CNC-servosystemen

Spelingcontrole scheidt een servo-as die positie vasthoudt, van een servo-as die bij elke richtingsverandering buiten de tolerantie drijft.

Speling is de hoekafstand tussen de ingaande en uitgaande tandwielen wanneer de draairichting verandert. Deze opening creëert een dode zone in de positielus. De servomotor moet deze opening innemen voordat de uitgang beweegt, en de resulterende positiefout schaalt rechtstreeks met de spelingshoek en de belastingsradius.

De praktische impact op CNC-bewerkingen manifesteert zich op drie gebieden:

• Positioneringsnauwkeurigheid: De as kan overal binnen de spelingsband terechtkomen, dus herhaalde bewegingen naar dezelfde coördinaat leveren verschillende resultaten op.
• Contournauwkeurigheid: Tijdens circulaire interpolatie vertoont het gereedschapspad stilstandmarkeringen bij richtingsomkeringen.
• Oppervlakteafwerking: Door speling veroorzaakte microtrillingen laten klappersporen achter op afgewerkte oppervlakken.

Speling verandert ook hoe een servolus zich gedraagt. Wanneer een aandrijfsysteem speling heeft, ziet de controller een opening tussen de opgedragen positie en de werkelijke positie. Om oscillatie te voorkomen, moet de versterking worden verminderd, wat de respons vertraagt. Zelfs als de machine geen schroot produceert, produceert hij langzamer onderdelen dan hij zou kunnen.

Planetaire versnellingsbak: lage speling door ontwerp

Precisie planetaire tandwielkasten leveren een speling van 1-3 boogminuten, waardoor ze de standaardkeuze zijn voor CNC-servo-assen.

De lastverdelingsarchitectuur van een planetaire versnellingsbak is de belangrijkste reden. Meerdere planeetwielen grijpen tegelijkertijd in op het zonnewiel en het ringwiel, waardoor het koppel over meerdere tandcontacten wordt verdeeld in plaats van over één. Dit vermindert de tanddoorbuiging onder belasting en zorgt voor een fijnere controle over de hartafstanden tijdens de montage.

De lage speling in een planetaire versnellingsbak is te danken aan drie productiefactoren: gecontroleerde tandgeometrie, nauwkeurige hartafstanden en op vulplaatjes of op voorspanning gebaseerde montage. Geslepen tandwielen met zorgvuldig gecontroleerde tandprofielen en dragertoleranties zorgen ervoor dat de speling gedurende de gehele productierun consistent blijft.

Voor een planetaire versnellingsbak met servomotor Om de precisie gedurende de hele levensduur te behouden, zijn de productiekwaliteit en de controle op de assemblagetoleranties het belangrijkst. Bij BEITTO maakt de AHL-serie gebruik van spiraalvormige tandgeometrie en nauwkeurig geslepen tandwielen om een ​​consistente speling te behouden en tegelijkertijd het laadvermogen en de stille werking te verbeteren. Voor een machinebouwer is herhaalbaarheid belangrijker dan een perfect prototype: elke as moet zich hetzelfde gedragen.

Thermische stabiliteit is een andere factor. Naarmate een planetaire versnellingsbak tijdens bedrijf opwarmt, zet de behuizing uit en veranderen de tandwielspelingen. Een goed ontworpen planetair verloopstuk handhaaft zijn spelingsbereik over het werktemperatuurvenster van de machine, terwijl een spoorverloopstuk met grotere spelingen meer afwijkt naarmate de temperatuur verandert.

Spiraalvormige tandtransmissie Versnellingsbak Planetair verloopstuk AHL-serie voor servomotor Planetaire reductoren worden in veel industrieën op grote schaal gebruikt vanwege hun prestaties. Hun uniek ontworpen tandwielen zorgen voor een extreem soepele werking en weinig geluid... Bekijk Product →

Tandwielreductiemiddel: de grenzen van eenvoudige versnellingen

Tandwielreductoren vertonen doorgaans een speling van 5-15 boogminuten, en de opening wordt groter naarmate de slijtage toeneemt, omdat elke fase zijn eigen tandspeling toevoegt.

Een tandwielreductiemiddel maakt gebruik van eenvoudige tandwielparen met parallelle assen. Elke fase heeft precies één tandwielingrijping en de totale speling is de som van de tandspeling over alle fasen. Omdat de tanden op één punt in elkaar grijpen, is de belastingsconcentratie hoog en moeten de tanden groter worden gedimensioneerd om hetzelfde koppel te kunnen dragen.

Het kostenvoordeel is reëel. Zonder planetaire drager, zonder tandkrans en zonder interne lastverdeling zijn de productiekosten per Nm lager. Voor transportbanden, eenvoudige indexeertafels en niet-kritieke feeders is deze afweging logisch.

Het probleem voor CNC-systemen is dat de speling in een tandwielreductor geen statische waarde is. Naarmate de tandwielen slijten, verandert de speling en veranderen de kenmerken van de servolus. Een servosysteem dat is afgestemd op één spelingwaarde wordt een bewegend doelwit wanneer die waarde afwijkt. Uiteindelijk moet je de aandrijvingen opnieuw afstemmen, de voedingssnelheden verlagen of een lagere nauwkeurigheid accepteren - niets van dit alles is acceptabel op een machine die bedoeld is voor precisiewerk.

Vergelijking zij aan zij: wat een betere spelingcontrole oplevert

Voor CNC-servosystemen biedt de planetaire versnellingsbak een betere spelingcontrole dan een tandwielreductiemiddel in elke as die positionering of contouren uitvoert.

De onderstaande vergelijkingstabel toont de typische verschillen in de meetgegevens die van belang zijn voor CNC-servoaandrijvingen.

Het diagram en de tabel vertellen samen hetzelfde verhaal. Een planetaire versnellingsbak bevindt zich in het bereik van 1-3 arcmin, het bereik dat CNC-machinebouwers specificeren voor nauwkeurige assen. Een spurreductiemiddel begint bij 5 boogmin en bereikt 15 boogmin.

Torsiestijfheid is net zo belangrijk als speling. Een verloopstuk dat onder belasting draait, vergroot de positioneringsfout, zelfs als de tandwielen contact maken. Planetaire tandwielkasten hebben een hogere stijfheid omdat de planeetwielen aan beide uiteinden in de drager worden ondersteund. Een tandwielreductiemiddel heeft een vrijdragend of verspreid gemonteerd tandwielpaar, dat minder stijf is.

Hoe u het juiste verloopstuk voor uw CNC-as kiest

Kies een nauwkeurige planetaire versnellingsbak voor elke CNC-as die positioneert of contouren geeft, en kies een flexibele tandwielreductor voor assen die 1 boogminuut of beter nodig hebben.

De selectieregel is afhankelijk van de rol van de as:

• Als de as een snijgereedschap voedt en de kwaliteit van het onderdeel beïnvloedt, moet het verloopstuk de speling onder de 3 boogminuten houden.
• Als de as een draaitafel bevat, zijn de eisen zelfs nog strenger: 1 boogminuut of minder heeft de voorkeur.
• Als de as een hulpas is, zoals een koelmiddelklep of klem, kan een spoorverkleiner acceptabel zijn.

Wanneer een tandwielreductor kan worden gebruikt

Een voedingsas met een kogelomloopspindel die de positie bij de schroef meet, is een geval waarin de encoder de lus bij de schroef sluit, en niet bij het verloopstuk. Een hulpas die de kwaliteit van het onderdeel niet beïnvloedt, is een andere. Een budgetmachine waarbij oppervlakteafwerking en contournauwkeurigheid geen primaire vereisten zijn, kan ook de kostenbesparing van een spoorverkleiner rechtvaardigen.

Wanneer u een flexibele tandwielreductor nodig heeft

Voor de meest veeleisende assen leveren flexibele tandwielreductoren 1 boogminuut of beter. De BEITTO BSHF-serie maakt gebruik van een flexspline die elastisch vervormt om in het tandwiel te grijpen, waardoor tandspeling wordt geëlimineerd en een hoge torsiestijfheid wordt geboden. Effectieve strategieën om de retourgoedkeuring te verminderen in deze eenheden worden gedetailleerd beschreven in de technische middelen van het bedrijf.

BSHF-serie Flexibele tandwielreductor BSHF-serie Flexibele tandwielreductor adopts a large-diameter hollow shaft design with a compact structure, and effectively reduces the overall weight. The thin body desig... Bekijk Product →

Rechthoekige en compacte configuraties

Voor CNC-systemen waarbij de motor loodrecht op de aangedreven as moet staan, is een haakse reductor vereist. Het spiraalvormige afschuiningsreductiemiddel met lage speling uit de TDXR-serie behoudt de precisie en maakt tegelijkertijd een compacte machinevoetafdruk mogelijk.

TD-XR-serie Hoog rendement Spiraal kegeltandwielreductor met lage speling ● Diverse opties voor de uitgaande as ● Hoog koppel ● Hoog rendement ● Lange levensduur ● Lage speling ● Onderhoudsvrij ● Flexibele inbouwmaten Bekijk Product →

Bij veel CNC-toepassingen wordt het verloopstuk tussen de servomotor en de kogelomloopspindel geïnstalleerd. De totale positioneringsfout is de som van de speling van het verloopstuk en de axiale speling van de kogelomloopspindel. Een nauwkeurig planetair verloopstuk met een speling van 1-3 boogminuten voegt doorgaans slechts een paar micron fout toe aan de schroef, terwijl een spoorverloopstuk meerdere keren zoveel toevoegt.

Veelgestelde vragen