Planetary vs Spur Gear Reducer: Mas mahusay na Backlash Control para sa CNC Servo Systems

Sa isang CNC machining center, ang isang reducer na may 3 arcmin ng backlash ay nag-aambag ng humigit-kumulang 0.26 mm ng error sa pagpoposisyon sa isang 300 mm na tool radius kapag ang axis ay nag-reverse ng direksyon. Iyon ay sapat na upang itulak ang isang katumpakan na bahagi sa labas ng tolerance at mag-iwan ng nakikitang mga marka ng tool sa isang tapos na ibabaw. Ang pagpili sa pagitan ng isang planetary gearbox at isang spur gear reducer ay hindi tungkol sa gastos o kaginhawahan. Ito ay tungkol sa kung ang iyong servo system ay maaaring humawak sa iniutos na posisyon, bahagi pagkatapos ng bahagi.

Ano ang Ibig Sabihin ng Backlash Control sa CNC Servo Systems

Ang backlash control ay naghihiwalay sa isang servo axis na humahawak ng posisyon mula sa isa na naaalis sa tolerance sa bawat pagbabago ng direksyon.

Ang backlash ay ang angular na agwat sa pagitan ng input at output gear kapag nagbabago ang direksyon ng pag-ikot. Lumilikha ang puwang na ito ng dead zone sa position loop. Dapat ubusin ng servo motor ang puwang na ito bago gumalaw ang output, at ang nagreresultang error sa posisyon ay direktang umaayon sa anggulo ng backlash at ang radius ng load.

Ang praktikal na epekto sa CNC machining ay makikita sa tatlong lugar:

• Katumpakan ng pagpoposisyon: Ang axis ay maaaring mapunta kahit saan sa loob ng backlash band, kaya ang paulit-ulit na paglipat sa parehong coordinate ay nagbubunga ng iba't ibang mga resulta.
• Katumpakan ng contouring: Sa panahon ng circular interpolation, ang tool path ay nagpapakita ng mga dwell mark sa mga pagbaligtad ng direksyon.
• Ibabaw na tapusin: Ang micro-vibration na dulot ng backlash ay nag-iiwan ng mga marka ng satsat sa mga natapos na ibabaw.

Binabago din ng backlash kung paano kumikilos ang isang servo loop. Kapag ang isang drive system ay may backlash, ang controller ay nakakakita ng agwat sa pagitan ng iniutos na posisyon at aktwal na posisyon. Upang maiwasan ang oscillation, ang pakinabang ay dapat mabawasan, na nagpapabagal sa tugon. Kahit na ang makina ay hindi gumagawa ng scrap, ito ay gumagawa ng mga bahagi nang mas mabagal kaysa sa magagawa nito.

Planetary Gearbox: Low Backlash Through Design

Ang mga precision planetary gearbox ay naghahatid ng 1-3 arcmin backlash, na ginagawang default na pagpipilian ang mga ito para sa CNC servo axes.

Ang arkitektura ng pagbabahagi ng pagkarga ng isang planetary gearbox ang pangunahing dahilan. Ang maraming planeta gears ay nakikipag-ugnay sa sun gear at ring gear nang sabay-sabay, na nagpapakalat ng torque sa ilang mga contact sa ngipin sa halip na isa. Binabawasan nito ang pagpapalihis ng ngipin sa ilalim ng pagkarga at nagbibigay ng mas pinong kontrol sa mga distansya sa gitna sa panahon ng pagpupulong.

Ang mababang backlash sa isang planetary gearbox ay nagmumula sa tatlong salik sa pagmamanupaktura: kinokontrol na geometry ng ngipin, tumpak na mga distansya sa gitna, at shim-based o preload-based na assembly. Ang mga ground gear na may maingat na kinokontrol na mga profile ng ngipin at mga carrier tolerance ay nagpapanatili ng backlash na pare-pareho sa buong production run.

Para sa a servo motor planetary gearbox upang mapanatili ang katumpakan sa buhay ng serbisyo nito, kalidad ng pagmamanupaktura at kontrol sa pagpapahintulot sa pagpupulong ang pinakamahalaga. Sa BEITTO, ang serye ng AHL ay gumagamit ng helical tooth geometry at precision-ground gears upang mapanatili ang pare-parehong backlash habang pinapahusay ang kapasidad ng pagkarga at tahimik na operasyon. Para sa isang machine builder, ang repeatability ay higit na mahalaga kaysa sa isang perpektong prototype - ang bawat axis ay dapat na kumilos nang pareho.

Ang thermal stability ay isa pang salik. Habang umiinit ang isang planetary gearbox habang tumatakbo, lumalawak ang housing at nagbabago ang mga clearance ng gear. Ang isang mahusay na idinisenyong planetary reducer ay nagpapanatili ng backlash range nito sa working temperature window ng makina, habang ang isang spur reducer na may mas malalaking clearance ay higit na umaanod habang nagbabago ang temperatura.

Helical Tooth Transmission Gearbox Planetary Reducer AHL Series para sa Servo Motor Ang mga planetary reducer ay malawakang ginagamit sa maraming industriya para sa kanilang pagganap. Tinitiyak ng kanilang natatanging idinisenyong helical gear ang sobrang maayos na operasyon at mababang ingay... Tingnan ang Produkto →

Spur Gear Reducer: Ang Mga Limitasyon ng Simple Gearing

Ang mga spur gear reducer ay karaniwang nagpapakita ng 5-15 arcmin backlash, at ang gap ay lumalaki sa pagkasira dahil ang bawat yugto ay nagdaragdag ng sarili nitong tooth clearance.

Gumagamit ang isang spur gear reducer ng mga simpleng parallel-axis gear pairs. Ang bawat yugto ay may eksaktong isang gear mesh, at ang kabuuang backlash ay ang kabuuan ng clearance ng ngipin sa lahat ng yugto. Dahil ang mga ngipin ay mesh sa isang punto, ang konsentrasyon ng pagkarga ay mataas, at ang mga ngipin ay dapat na mas malaki ang laki upang magdala ng parehong metalikang kuwintas.

Ang kalamangan sa gastos ay totoo. Nang walang planetary carrier, walang ring gear, at walang internal load sharing, ang manufacturing cost per Nm ay mas mababa. Para sa mga conveyor, simpleng indexing table, at hindi kritikal na feeder, ang trade-off ay may katuturan.

Ang problema para sa mga sistema ng CNC ay ang backlash sa isang spur reducer ay hindi isang static na halaga. Habang nagsusuot ang mga gear, nagbabago ang backlash, at nagbabago ang mga katangian ng servo loop. Ang isang servo system na nakatutok para sa isang backlash na halaga ay nagiging isang gumagalaw na target kapag ang halagang iyon ay naaanod. Nagtatapos ka sa muling pag-tune ng mga drive, pagbabawas ng mga rate ng feed, o pagtanggap ng mas mababang katumpakan - wala sa mga ito ay katanggap-tanggap sa isang makina na nilayon para sa tumpak na trabaho.

Magkatabing Paghahambing: Na Naghahatid ng Mas Mahusay na Backlash Control

Para sa CNC servo system, ang planetary gearbox ay nagbibigay ng mas mahusay na backlash control kaysa sa spur gear reducer sa bawat axis na nagsasagawa ng pagpoposisyon o contouring.

Ipinapakita ng talahanayan ng paghahambing sa ibaba ang mga tipikal na pagkakaiba sa mga sukatan na mahalaga para sa mga CNC servo drive.

Ang tsart at talahanayan na magkasama ay nagsasabi ng parehong kuwento. Ang isang planetary gearbox ay nasa 1-3 arcmin range, na siyang hanay ng CNC machine builders na tinukoy para sa mga tumpak na axes. Ang isang spur reducer ay nagsisimula sa 5 arcmin at umabot sa 15 arcmin.

Ang torsional stiffness ay mahalaga tulad ng backlash. Ang isang reducer na umiikot sa ilalim ng pagkarga ay nagdaragdag sa error sa pagpoposisyon kahit na ang mga gear ay nasa contact. Ang mga planetary gearbox ay may mas mataas na stiffness dahil ang mga planeta gear ay sinusuportahan sa magkabilang dulo sa loob ng carrier. Ang isang spur gear reducer ay may cantilevered o straddle-mounted gear pair, na hindi gaanong matibay.

Paano Piliin ang Tamang Reducer para sa Iyong CNC Axis

Pumili ng precision planetary gearbox para sa anumang CNC axis na pumuwesto o contours, at pumili ng flexible gear reducer para sa mga axes na nangangailangan ng 1 arcmin o mas mahusay.

Ang panuntunan sa pagpili ay nakasalalay sa papel ng axis:

• Kung ang axis ay nagpapakain ng cutting tool at nakakaapekto sa kalidad ng bahagi, dapat panatilihin ng reducer ang backlash na mas mababa sa 3 arcmin.
• Kung ang axis ay may hawak na rotary table, ang kinakailangan ay mas mahigpit - 1 arcmin o mas kaunti ang mas gusto.
• Kung ang axis ay auxiliary, tulad ng isang coolant valve o clamp, ang isang spur reducer ay maaaring maging katanggap-tanggap.

Kapag Magagamit ang Spur Gear Reducer

Ang feed axis na may ball screw na sumusukat sa posisyon sa screw ay isang kaso kung saan isinasara ng encoder ang loop sa screw, hindi sa reducer. Ang isang auxiliary axis na hindi nakakaapekto sa kalidad ng bahagi ay isa pa. Ang isang budget machine kung saan ang surface finish at ang katumpakan ng contour ay hindi pangunahing kinakailangan ay maaari ding bigyang-katwiran ang pagbawas sa gastos ng isang spur reducer.

Kapag Kailangan Mo ng Flexible Gear Reducer

Para sa pinaka-hinihingi na mga palakol, ang mga flexible gear reducer ay naghahatid ng 1 arcmin o mas mahusay. Gumagamit ang serye ng BEITTO BSHF ng flexspline na elastically deforms para ikonekta ang gear mesh, inaalis ang tooth clearance at nagbibigay ng mataas na torsional rigidity. Epektibong mga diskarte para bawasan ang return clearance sa mga yunit na ito ay nakadetalye sa mga teknikal na mapagkukunan ng kumpanya.

BSHF series Flexible gear reducer BSHF series Ang Flexible gear reducer ay gumagamit ng malaking diameter na hollow shaft na disenyo na may compact na istraktura, at epektibong binabawasan ang kabuuang timbang. Ang manipis na disenyo ng katawan... Tingnan ang Produkto →

Right-Angle at Compact na Configuration

Para sa mga CNC system kung saan ang motor ay dapat umupo patayo sa hinihimok na axis, kinakailangan ang isang right-angle reducer. Ang TDXR series na low-backlash spiral bevel reducer ay nagpapanatili ng katumpakan habang pinapagana ang isang compact na footprint ng makina.

Serye ng TD-XR Mataas na kahusayan Mababang backlash Spiral Bevel Gear reducer ● Iba't ibang opsyon sa output shaft ● Mataas na torque ● Mataas na kahusayan ● Mahabang buhay ng serbisyo ● Mababang backlash ● Walang maintenance ● Flexible na sukat ng pag-install Tingnan ang Produkto →

Sa maraming mga aplikasyon ng CNC, naka-install ang reducer sa pagitan ng servo motor at ng ball screw. Ang kabuuang error sa pagpoposisyon ay ang kabuuan ng reducer backlash at ang ball screw axial play. Ang isang precision planetary reducer na may 1-3 arcmin backlash ay karaniwang nagdaragdag lamang ng ilang micron ng error sa screw, habang ang spur reducer ay nagdaragdag ng ilang beses sa halagang iyon.

Mga Madalas Itanong