Многие, смотря на описание ЧПУ контроллера, задаются вопросом о таком параметре, как максимальная частота импульсов. Давайте разберемся, что это такое и на что это влияет?
Влияет это, конечно, на конечную скорость станка. Разумеется, она зависит не только от электроники, но и от механики. Но в данном случае, мы будем рассматривать систему лишь с точки зрения электроники.
Для примера посчитаем максимальную скорость, которой нам позволит достичь электроника при использовании платы PCIMC-3D и драйверов DM556. У платы PCIMC-3D максимальная частота импульсов 47 kHz.
Для понимания расчетов произведем их под разный шаг ШВП, возьмем шаг 5, 10, 20. Что позволит нам определиться с тем, какой именно ШВП целесообразно использовать.
Итак, шаговый двигатель имеет свой шаг. У биполярных шаговых двигателей два основных типа HS (к примеру 57HS76-3004) и НМ (к примеру 57HM76-3004). У двигателей HS один шаг это 1,8 градуса, у HM в половину меньше т.е. 0,9 градуса. В сфере ЧПУ станков в 90% используются шаговые двигатели HS, остановимся именно на них. Таким образом, для шагового двигателя HS при одном шаге в 1,8 градуса требуется 200 импульсов на оборот.
Любой драйвер позволяет производить деление шага. Это необходимо для точности позиционирования и плавности перемещения. Деление шага на драйвере DM556, DM542 находятся либо на самом драйвере и называются Pulse/rev Table, либо в руководстве. Деление шага выставляется путем комбинации переключателей на драйвере, согласно таблице.
Пример таблицы на драйвере DM542:
Как таковое деление шага 1/1 (т.е. 200 шагов на оборот двигателя HS) никогда не используют. В данной таблице деление шага указано уже в имп./оборот для удобства. К примеру, 800 имп./оборот в данной таблице это деление шага ¼ (т.е. 200 х 4).
Самые оптимальные значения деления шага 800, 1600, 3200, чем выше деление шага, тем больше плавность перемещения, но тем большая потеря момента (стоит учесть что потеря момента крайне незначительна, но есть). Если вы планируете использовать ваш станок для работ на высоких скоростях (6000 мм/мин и выше), то стоит выбрать меньшее деление шага.
Еще в начале выяснили, что частота у рассматриваемой платы PCIMC-3D 47kHz.
47 kHz это частота 47000 импульсов в секунду. Скорость на нашем станке мы хотим узнать в мм/мин, поэтому частоту также переведем в импульсы в минуту, получим: 47000*60 = 2820000 импульсов в минуту.
Исходя из вышесказанного, мы решили, что будем использовать шаговый двигатель HS и на нашем драйвере выставим деление шага 1/8 т.е. 1600 импульсов на оборот.
Мы сможем достичь: 2820000/1600 = 1762,5 оборота в минуту. Будем делать расчет для разных ШВП с шагом: 5, 10, 20.
Поскольку рассматриваемы шаговый двигатель может достичь максимальных оборотов в 1762,5 об./мин, то при винте с шагом 5 мм/об. максимальная скорость станка будет равна 1762,5 х 5 = 8812,5 мм/мин. Подобным образом сделаем расчет для в винта с шагом 10. 1762,5 x 10 = 17625 мм/мин. И для винта с шагом 20. 1762,5 x 20 = 35250 мм/мин.
Разумеется, это максимальные параметры, реальная максимальная скорость зависит не только от электроники, но и от механики.
Приведем расчеты в понятную формулу:
Частота контроллера (Hz)— характеристика контроллера ЧПУ, указывается в описании и руководстве к плате. Частота в описании указывается в kHz. Для того, чтобы перевести в Hz необходимо умножить на 1000.
Шаг передачи (мм) — расстояние в мм, которое проходит станок за полный оборот шагового двигателя.
Деление шага — дробление шага, выставленное на драйвере шагового двигателя.
