در صنعت ساخت و تولید، حل مسائل و مشکلات پیچیده و بهبود عملکرد ماشین ابزار مستلزم درک عمیقی از نیازهای مصرف کننده است. این مطالعه یک مثال واقعی را بررسی میکند که در آن همکاری و فهم عمیق از تجهیزات مشتری منجر به توسعهی یک سروو موتور تخصصی برای حرکت دوکهای مرکزی در ماشینکاری شدهاست. حال به دستاوردهای قابل توجه در بهره وری انرژی، شتاب و دوام محیطی از طریق تکنولوژیهای پرسرعت و راه حل های سروو سفارشی سازی شده میپردازیم.
معرفی سرووموتور برای اسپیندل(دوک)های مرکزی در ماشینکاری
فهم نیازها : جهت برآورده کردن نیازهای این نوع تجهیز، که نیاز به عملکرد با سرعت متغیر، عملکرد با گشتاور بالا و شتاب و کاهش سرعت بهینه و کارآمد دارد، رویکردی جدید نیاز است. رویکرد اولیه برای کاهش تلفات توان و بهبود صرفه جویی در انرژی بود.
راه حل نوآورانه: سرووموتور سنکرون آهنربا دائم (IPM: Interior Permanent Magnet)
برای رفع نیازهای پیچیده، یک سرووموتور گشتاوربالا با اینرسی کم مختص به راندن و حرکت دوک ماشینکاری توسعه داده شد. اسن سروو موتور دارای یک موتور سنکرون آهنربا دائمی داخلی است که در آن آهنربای دائم درون روتور تعبیه شده است. با استفاده از مواد آهنربایی کمتر، این طراحی امکان ایجاد گشتاور بالا در محدودهی سرعت بالا را فراهم کرده و در عین حال راندمان خوبی را با حداقل تلفات توان حفظ میکند.
رسیدن به بهترین عملکرد
مشخصات منحصر به فرد موتورهای IPM باعث ایجاد گشتاور از آهنربای دائم و همچنین گشتاور رلوکتانس از اختلاف رلوکتانس معناطیسی روتور میشود. این ترکیب باعث تحویل گشتاور بالا از طریق محدودهی گستردهای از سرعت میگردد که به موجب آن امکان ساخت سرووموتور اسپیندل (دوک) با حداقل تلفات توان فراهم میگردد. علاوه بر آن موتور عملکرد سرعت متغیر را تا 30000 بر دقیقه تسهیل میکند.
عملکرد شتاب بالا، کاهش سرعت از طریق اینرسی کم
جهت بهبود زمان چرخه و کاهش زمان راه اندازی، شتاب بالا و موارد عملکرد کاهش سرعت بسیار مهم بود. موتور IPM جدید با دقت طراحی شده است تا هنگام افزایش گشتاور ممان اینرسی روتور را کاهش دهد، در نتیجه ویژگیها و مشخصههای شتاب بالا و کاهش سرعت فوقالعادهای را به دست میآورد.
تلفات کم، طراحی پربازده برای صرفهجویی انرژی
تلفات توان درون هسته آهنی موتور در سرعتهای بالا افزایش مییابد. برای رفع آن موتور IPM تحت طراحی مجدد شکل و جنس هسته آهنی خود قرار گرفت که این موضوع به طور چشمگیری باعث کاهش تلفات در سرعتهای بالا میگردد. بعلاوه گشتاور رلوکتانس موتور به شکل بهینهای بر اساس سرعت زاویهای کنترل میگردد و به شکل موثری تلفات توان کاهش یافته و بازدهی کل بهبود مییابد. با وجود ممان اینرسی کم روتور، موتور توان کمتری را هنگام شتابگیری و یا کاهش سرعت مصرف میکند، این موضوع به صرفه جویی انرژی به میزان قابل توجهی در ماشین ابزار کمک میکند.
دوام و نگهداری محیطی
ماشینابزارها اغلب از روغن برش در فرایند ماشینکاری استفاده میکنند که باعث پراکنده شدن روغن به اطراف درایور موتورها میگردد. برای مقابله با این چالش، قطعات موتور با استفاده از موادی با مقاومت بالا نسبت به روغن ساخته میشوند. این طراحی همچنین امکان تمیز کردن و تعویض آسان فنها و اجزای خنککننده را فراهم میکند که در نهایت دوام محیطی را بهبود میبخشد و زمان نگهداری را کاهش میدهد.
نتیجهگیری
توسعه موفقیتآمیز این سرووموتور سفارشی برای دوکهای مرکزی ماشینکاری قدرت همکاری و درک عمیق از تجهیزات و نیازهای مشتری را به نمایش میگذارد. از طریق فناوری پیشرفته و راه حلهای مناسب، این سرمایهگذاری به طور قابل توجهی عملکرد ماشینابزار و بهرهوری و راندمان انرژی و دوام محیطی را بهبود بخشیده است. با تمرکز بر روشهای مشتریمحور، تولیدکنندگان میتوانند به انقلاب در صنعت ساخت و تولید ادامه دهند و راه حلهای مناسب برای حل چالشهای منحصر به فرد ارائه دهند.