¿Cómo se compara un EDM de CNC paso a paso con los modelos de servo en velocidad y precisión?

En el campo de la fabricación de precisión, el mecanizado de descarga eléctrica (EDM) juega un papel indispensable en el procesamiento de materiales duros, geometrías complejas y características finas que son difíciles de procesar con los métodos tradicionales debido a sus capacidades únicas de procesamiento sin contacto. A medida que el sistema de accionamiento central de las máquinas EDM, los motores paso a paso y los servomotores determinan en gran medida el rendimiento del equipo, especialmente en términos de velocidad y precisión, dos indicadores críticos. Comprender las ventajas y desventajas de estas dos tecnologías impulsoras en Máquinas CNC EDM Es esencial para los fabricantes que elijan el equipo que mejor se adapte a sus necesidades de aplicación.

Características de máquinas CNC EDM impulsadas por motor paso a paso
Un motor paso a paso es un motor de control de circuito abierto que convierte las señales de pulso eléctrico en desplazamientos angulares o lineales. Su principio de funcionamiento es recibir señales de pulso del controlador y hacer que el motor gire un ángulo de paso fijo cada vez, logiendo así un control de posición preciso. En las primeras máquinas CNC EDM, los motores paso a paso se usaron ampliamente debido a sus métodos de control relativamente simples, bajo costoo y un buen rendimiento de precisión bajo cargas específicas.

Rendimiento de velocidad
El rendimiento de los motores paso a paso es relativamente estable cuando se ejecuta a bajas velocidades, pero su par disminuirá bruscamente cuando se ejecuta a altas velocidades, lo que limita directamente su velocidad de funcionamiento máxima. Cuando la frecuencia del pulso aumenta hasta cierto punto, el motor paso a paso puede experimentar "fuera de paso", es decir, el ángulo de rotación real no coincide con el ángulo de rotación teórico, lo que resulta en un error de posición. Esta característica hace que la máquina EDM impulsada por motores paso a paso sea relativamente ineficiente al realizar un posicionamiento rápido o procesar piezas de trabajo de gran tamaño. Además, durante el proceso de aceleración y desaceleración, los motores paso a paso también son propensos a sobrepasar o subrayar debido a la inercia, lo que requiere un tiempo de estabilización adicional, lo que afecta aún más la velocidad general de procesamiento.

Rendimiento de precisión
La precisión de los motores paso a paso depende principalmente de su ángulo de paso. Cuanto más pequeño sea el ángulo paso de un motor paso a paso, mayor es la precisión de posicionamiento que se puede lograr en teoría. A través de la tecnología de unidad de subdivisión, un ángulo de paso puede subdividirse en varios microsteps, mejorando así la resolución. Sin embargo, cuando el motor paso a paso funciona durante mucho tiempo o está sujeto a cambios en las cargas externas, su ángulo de paso puede acumular errores, lo que resulta en una disminución en la precisión del procesamiento final. Al mismo tiempo, debido al control de circuito abierto, el motor paso a paso no puede detectar y corregir el error de posición en tiempo real. Una vez que se pierde un paso, afectará directamente la calidad del procesamiento. Al realizar un procesamiento de alta precisión y fino, el motor paso a paso puede parecer incapaz.

Costo y mantenimiento
El costo del sistema de accionamiento del motor paso a paso es relativamente bajo, la estructura es simple y el mantenimiento es relativamente conveniente. Esto hace que la máquina EDM impulsada por el motor paso a paso sea una opción económica para los usuarios con presupuestos limitados o que no requieren precisión de procesamiento extrema.

Características de las máquinas herramientas de CNC EDM de servomoto
El servomotor es un motor controlado de circuito cerrado, que generalmente forma un servo sistema completo con un codificador, un servo disco y un controlador. El sistema servo detecta la posición, la velocidad y la aceleración del motor en tiempo real y la vuelve al controlador. El controlador compara el comando SET con el valor de retroalimentación y ajusta continuamente la salida para garantizar que el motor siga con precisión el movimiento del comando. Este control de circuito cerrado es la clave del sistema de servo para lograr una alta velocidad y alta precisión.

Rendimiento de velocidad
El servomotor puede mantener una salida de torque constante en un amplio rango de velocidad, lo que significa que puede mantener una fuerte fuerza impulsora a altas velocidades, logrando así velocidades de procesamiento más rápidas. El Servo System tiene una velocidad de respuesta más rápida y un mayor rendimiento dinámico, y puede completar el proceso de aceleración y desaceleración en poco tiempo, reduciendo el tiempo de no procesamiento. Esto mejora significativamente la eficiencia de procesamiento para las máquinas EDM que requieren una conmutación frecuente o un procesamiento de trayectoria compleja. Por ejemplo, en el proceso de procesamiento de enlaces de múltiples eje o la eliminación de cavidad rápida, las ventajas de servo impulso son particularmente obvias.

Rendimiento de precisión
El Servo System alimenta la información de la posición de retroceso en tiempo real a través del codificador y la compara con el controlador para formar un control de circuito cerrado. Esto permite al servomotor detectar y corregir cualquier error de posición en tiempo real, lo que logró una precisión de posicionamiento extremadamente alta y repetibilidad. Incluso bajo la influencia de los cambios de carga externos o la fricción, el servo sistema puede garantizar un seguimiento preciso de las instrucciones a través de la compensación automática. Los codificadores de alta resolución pueden proporcionar una precisión de retroalimentación de micrones o incluso submicrones, lo que permite que las máquinas EDM de servomoto sean competentes para las tareas más exigentes de micro-maquinamiento y procesamiento de cavidades complejos. Por ejemplo, en los campos con requisitos de precisión extremadamente altos, como dispositivos médicos, piezas aeroespaciales y fabricación de moho, las unidades de servo son una opción irremplazable.

Costo y mantenimiento
El costo de un sistema de accionamiento servo suele ser más alto que el de un sistema de motor paso a paso porque contiene múltiples componentes de alta precisión, como servomotores, codificadores, unidades de servomoto y algoritmos de control más complejos. Sin embargo, teniendo en cuenta su mejora significativa en la velocidad y la precisión y los costos de mantenimiento operativo más bajos a largo plazo (debido a su mayor confiabilidad y una mayor vida útil), las unidades de servicio son una inversión que vale la pena para los usuarios que buscan un alto rendimiento y de alta eficiencia. Los sistemas de servo también requieren más conocimiento profesional de depuración y mantenimiento.

Comparación integral de motores paso a paso y unidades de servomotor en máquinas EDM

Sugerencias de conclusión y selección
En resumen, los motores paso a paso y las unidades de servo tienen sus propias características y alcance de aplicación en máquinas CNC EDM.

Las máquinas EDM impulsadas por el motor paso a paso tienen ventajas de costos y son adecuadas para aplicaciones que no requieren una velocidad y precisión de procesamiento extrema, o tienen presupuestos limitados, como el procesamiento aproximado de algunos moldes generales, la producción en masa de piezas simples, etc. También son relativamente simples de operar y mantener.

Las máquinas EDM de servicio servo representan un mayor nivel de tecnología y un rendimiento más destacado. Tienen ventajas obvias en la velocidad, la precisión, la respuesta dinámica y la confiabilidad, y son ideales para la alta precisión, el micro-maquinamiento, el mecanizado de cavidad complejo y la producción de alta eficiencia. Para industrias como aeroespaciales, médicos, mohos de precisión y componentes electrónicos que tienen requisitos estrictos sobre la calidad y la eficiencia del mecanizado, invertir en máquinas EDM de servomoto es la clave para lograr la producción de alta calidad y mejorar la competitividad del mercado.

Al elegir máquinas EDM, los fabricantes deben hacer una compensación integral basada en sus necesidades de mecanizado específicas, presupuesto, eficiencia de producción esperada y requisitos para la calidad final del producto. Si busca la eficiencia y la precisión de mecanizado extremos, especialmente en la producción de piezas complejas y de alto valor, entonces las máquinas CNC EDM de servicio servo son, sin duda, una inversión más sabia. Si solo está haciendo algunas tareas de mecanizado de rutina que no requieren alta precisión y tienen un presupuesto limitado, entonces las máquinas basadas en el motor paso a paso también pueden hacer el trabajo.

Con el avance continuo de la tecnología, el costo de los servo sistemas está disminuyendo gradualmente y su popularidad también está aumentando. En el futuro, a medida que la industria manufacturera continúa aumentando sus requisitos para la precisión y la eficiencia del mecanizado, las máquinas CNC EDM de servicio servo se convertirán sin duda en la opción convencional en el mercado.