Minkä tyyppisiä moottoreita käytetään CNC-koneissa?

Computer Numeric Control (CNC) -koneet ohjaavat käyttötyökaluja muuntamalla ohjeet toimiksi. Kun aakkosnumeerisia koodeja syötetään CNC-koneeseen, liike käynnistyy. Koneeseen kiinnitettyjä työkaluja ovat laserleikkurit, reitittimet ja leikkauskärjet. CNC-periaatetta on käytetty koneissa 1940-luvulta lähtien tietotekniikan kehityksen myötä. CNC-koneet toimivat joko askel- tai servomoottoreilla, joista jokaisella on omat etunsa ja haittansa.

Nimi "stepper" tulee askelista, jotka moottori tekee jokaisen signaalipulssin kanssa. Se on helppokäyttöinen, edullinen verrattuna servomoottoreihin ja sillä on korkea raportoitu tarkkuus. Sen pieninopeuksinen vääntömomentti mahdollistaa hihnapyörän alennus- ja jakohihnan käytön, mikä mahdollistaa useiden kuormien ajamisen ilman vaihteistoa.

Askelmoottoreilla on tyypillisesti alhaisempi hyötysuhde kuin servomoottoreilla. Se on myös resonanssialtis, ja sujuva liike vaatii usein mikroaskeleita. Kuormat eivät kiihdy nopeasti alhaisen vääntömomentin ja hitaussuhteen vuoksi. Kovasta melusta ja korkean suorituskyvyn ylikuumenemisesta huolimatta askelmoottoreiden kokonaisteho on alhainen niiden painoon ja kokoon nähden.

Servomoottorit käyttävät suljetun silmukan piirejä tiedon siirtämiseen CNC-koneeseen. Tavallinen DC- tai AC-moottori on kytketty anturilla kiinnitettyyn kooderiin. Servomoottoreilla on korkea tarkkuus ja resoluutio anturikiinteän kooderin ansiosta. Moottori saa virtansa servovahvistimesta, joka myös laskee tehdyt askeleet. Sen korkea vääntömomentti-inertiasuhde mahdollistaa nopean kuorman kiihtyvyyden. Kevyemmillä kuormilla hyötysuhde voi nousta jopa 90 prosenttiin.

Servomoottorit ovat yleensä kalliimpia kuin askelmoottorit ja monimutkaisempia käyttää. Koska huippukäyttöteho kehittyy vain suurella nopeudella ja ilmanvaihtojärjestelmä saastuu helposti, servomoottorit ovat herkempiä vaurioille ylikuumenemisen ja ylikuormituksen takia. Ne vaativat myös huoltoa, kun harja saavuttaa 2 000 tunnin käyttöikänsä.