دستگاه تراش

دستگاه تراش (به انگلیسی: lathe)‏ ماشین ابزاری است که برای تراشیدن و شکل دهی به قطعات چوبی و فلزی معمولاً دوار به کار می‌رود. به دلیل تولید اقتصادی با دقت بالا و کیفیت دستگاه تراش را در فرمها و شکلهای مختلفی میسازند اکثر قطعات ماشین الات دارای مقاطع دایره‌ای بوده و قابل تولید با ماشین تراش می‌باشند و از طرفی به منظور ارزان بودن و سرعت بالای تراشکاری نسبت به سایر روش‌ها استفاده از ماشین تراش یک روش معمول و پر استفاده در صنعت می‌باشد.

تاریخچه ماشین تراش

•ماشین‌های تراش که ابتدایی‌ترین نوع ماشینهای افزار بشمار می‌روند، تاریخچه آن بین قرن ۱۷ و ۱۸ شروع شده که در ابتدا معمولی‌ترین و یا قدیمی‌ترین روش تراش، تراشیدن چوب بوسیله درخت بوده‌است. بدین معنی که دو سر چوب را بین دو درخت قرار داده و یک طناب به شاخه درخت بسته و آنرا حول چوب مورد نظر پیچیده و طرف دیگر طناب را شخص دیگری گرفته و با دست طناب را به حرکت در می‌آورد شخص دومی که در طرف مقابل قرار گرفته با رنده چوب را می‌تراشید این قدیمی‌ترین روش تراش چوب بوده‌است.

• اولین ماشین تراش در سال ۱۷۴۰ در فرانسه ساخته شد. در این ماشین وسیله چرخش محور اصلی بوسیله دست بود، یک دست گرداننده محور آن (محور کار) مستقیما روی دستگاه که به محور اصلی متصل است توسط دو چرخ دنده ساده به میله پیچ بری متصل می‌باشد قرار گرفته‌است. در این نوع ماشین برای تعویض چرخ دنده‌های متفاوت جهت پیچ تراشی پیچ‌های متفاوتی پیش بینی شده بود. در سال ۱۷۹۶ یک انگلیسی به نام فیدمن برای اولین مرتبه ماشین تراشی ساخت که دارای میله پیچ بری بود، که با عوض کردن چرخ دنده‌های روی محور اصلی و محور پیچ بری می‌توانست پیچهای مختلفی را بسازد.

•در سالهای ۱۸۰۰ و ۱۸۳۰ در ایالات متحده آمریکا ماشینهای تراشی ساخته شد که با بدنه چوبی و پایه آهنی مجهز بود. در سال ۱۸۳۶ شخصی به نام پانتون در ماساچوست آمریکا ماشین تراشی با میله پیچ بری ساخت. در سال ۱۸۵۳ شخصی به نام فریلند در نیویورک ماشین تراشی با ریلهایی بطول ۲۰ فوت که کارهایی به قطر ۱۰ اینچ را می‌توانست بتراشد ساخت بدنه آهنی و درشت آن جایگاه چرخ دنده‌های تعویضی بود.

• بعد از مدتی ماشینهای بهتری از نظر قدرت و دورهای بیشتری ساخته شد که بنام ماشینهای تراش جعبه دنده‌ای معروف است. این ماشینها دارای جعبه دنده دور و نیز جعبه بار می‌باشد. که به آسانی می‌توان ماشین را خودکار نمود و کارهای مختلف را تراشید.

قسمتهای مهم کنترل و تنظیم کننده

ماشین تراش چرخ دستی حامل سوپرت طول این چرخ دستی در قسمت جلو قوطی دستگاه حامل سوپرت طولی قرار دارد که می‌توان بوسیله آن دستگاه حامل سوپرت طولی را در طول بین دستگاه مرغک و دستگاه حرکت داد. وظیفه اصلی این چرخ دستی تنظیم و قرار دادن ابزار برش در هر قسمت دلخواه است، قبل از اینکه به کار بار خود کار داده شود. چرخ دستی دستگاه مرغک بوسیله چرخ دستی دستگاه مرغک می‌توان محور آنرا تغییر مکان داد. چرخش آن معمولاً با دست صورت می‌گیرد. با چرخاندن چرخ دستی، مرغک ثابت محور می‌تواند داخل جا مرغک که در پیشانی سمت راست قطعه کار قرار دارد جابگیرد. بعلاوه چرخش چرخ دستی موافق عقربه ساعت نیز سبب می‌گردد که محور (مرغک در داخل محور محکم شود.) بسمت قطعه کار جلو برود. از طرف دیگر در صورت سوار کردن مته در داخل محور دستگاه مرغک ضمن چرخاندن دسته آن می‌توان با جلو راندن مته، در پیشانی کار سوراخ و یا مته مرغک زد.

اجزاء ماشین تراش

ماشین تراش از چهار قسمت متمایز تشکیل می‌گردد: 1- نگهدار مرغک ثابت (1) که همیشه در سمت چپ کارگر قرار دارد و شامل محور ماشین است.

2- نگهدار مرغک متحرک (2) که سمت راست کارگر بوده و می‌تواند روی میز تراش تغییر مکان دهد. مرغک می تواند از نوع مرغک ثابت (3) یا مرغک متحرک (4) باشد.

3-نگهدار ابزار(1) که به وسیلهٔ آن ابزار تراش می‌تواند حرکت طولی و عرضی و دورانی یا مورب بنماید.

4-میز تراش (2) که قطعات گفته شده در بالا روی آن سوار گردیده‌است. انتهای مخروط ناقص مرغک ثابت که با فشار، روی مقر خود در انتها ی سمت راست محور، تکیه دارد.

نگهدار مرغک ثابت با هارنه در محور d ماشین فلکه سه طبقه قرار دارند (I) که ارتباطی با محور نداشته گردش خود را به وسیله تسمه از موتور یا میل ترانیمیسیون در یافت می‌دارد.

و چرخ دنده (n) روی بدنه فلکه سوار می‌باشد. وچرخ دنده (m) با خارش به محور مربوط است و روی محور خارج از مرکز که به موازات محور قرار داردو دنده (U) و (t) می‌توانند با دنده‌های (n) و (m) مربوط به محور را می‌توان به توسط انگشتی (O) به فلکه مربوط کرد.

با این مکانیسم شش سرعت دورانی به محور منتقل می‌شود. محور D مجوف و به شکل لوله‌است، این محور روی دو تکیه گاه بدنه مرغک ثابت (A) تکیه دارد و بدنه به طور ثابت روی میز تراش نصب گردیده‌است.

سوپرت فوقانی

سوپرت فوقانی که روی سوپرت عرضی قرار دارد بوسیله دست قابل کنترل و بار دادن است از طرفی در زیر آن صفحه صاف و مدوری قرار دارد که محیط آن بین صفر تا ۱۸۰ درجه مدرج شده‌است. با باز کردن پیچهای آن می‌شود سوپرت دستی را حول محور خود ۳۶۰ درجه چرخاند. با این دستگاه می‌توان مخروطهای کوتاه داخلی و خارجی و مخروطهای کامل را نیز تراشید، و در ضمن جهت روتراشی هم از آن استفاده کرد روی پیچ این دستگاه حلقه مردجی وجود دارد که برای تنظیم بار دقیق مورد استفاه قرار می‌گیرد. با این طریق در صورتیکه بار بسیار کمی برای پرداخت کاری مورد نیاز باشد قابل تنظیم است. البته در پیچ تراشی، خشن تراشی و برداشتن بار زیاد نیز از آن استفاده می‌شود.

صفحه مخروطی تغییر محور اصلی

صفحه مخروطی تغییر سرعت محور اصلی روی جعبه دنده سرعت قرار گرفته‌است، که با چرخاندن آن بوسیله دست هریک از دورهای لازم را که قبلا تعیین شده می‌توان بدست آورد. سرعت ماشین برحسب اندازه و نوع قطعه کار و نوع دنده تراشی که بکار برده می‌شود تعیین می‌گردد. بطور کلی سرعت ماشین بعد از اینکه قطعه کار و دنده تراش روی ماشین قرار گرفته تنظیم و ضمنا سرعت ماشین برحسب دور در دقیقه منظور می‌گردد

جدول مقدار پیشروی رنده

برای تعیین مقدار بار یعنی پیشروی رنده هنگام تراش از جعبه دنده‌ای که در زیر جعبه دنده محور اصلی قرار گرفته‌است که شامل جفت چرخ دنده‌هایی با نسبتهای معینی می‌باشد استفاده می‌گردد مقدار پیشروی (بار) ۰٫۰۰۲ تا ۰٫۱۳۰ اینچ (۰٫۵ تا ۳٫۳ میلیمتر) در نظر گرفته شده مقدار بار لازم بوسیله دسته روی پوسته با جابجایی آن مشخص می‌شود.

بررسی عوامل موثر در انتخاب سرعت برش:

در انتخاب سرعت برش عواملی چند تاثیری بسزا داشته و توجه به آن موجب بهبود کار و دوام ابزار خواهد شد: الف) جنس قطعه کار: با توجه به جنس قطعه کار، سرعت برش انتخاب می‌شود و هر چه جنس کار سخت تر می‌گردد، براده برداری مشکل تر شده و حرارت؛ یعنی هر چه جنس کار سخت تر باشد به همان نسبت سرعت برش کمتر انتخاب می‌گردد. ب) جنس ابزار :هرچه جنس ابزار سخت تر باشد و بتواند در حرارتهای بالا مقاومت خود را حفظ کرده، تحمل بیشتری در مقابل سایش داشته باشد، می‌توان سرعت بیشتری را انتخاب نمود.جنس ابزار با سرعت برش رابطه مستقیم دارد. ج) دوام ابزار: منظور از دوام ابزار، زمانی است که با رنده تیز شده بتوان براده برداری کرد و در صورت ثابت بودن سایر عوامل تعیین کننده، هر چه سرعت برش بیشتر انتخاب گردد، دوام ابزار کمتر خواهد بود. د) سطح مقطع براده: با افزایش سطح مقطع براده، نیروی برش زیاد تر شده و حرارت بیشتری در روی لبه برنده ایجاد می‌گردد.به همین دلیل سرعت برش در خشن کاری کمتر و در پرداخت کاری بیشتر خواهد شد.

ه) انتخاب زاویه صحیح رنده: صفحه تراشی با یک رنده کند و زاویه غلط، موجب افزایش سریع درجه حرارت و باعث از بین رفتن سختی ابزار و رنده می‌گردد و برای تیز کردن مجدد آن موجب اتلاف وقت می‌شود از این رو توصیه می‌شود که رنده‌ها صحیح و به موقع تیز شوند.

وظیفه اصلی ماشین تراش

قطعه‌های ساخته شده با ماشین تراش

وظیفه اصلی ماشین تراش تغییر در اندازه قطعات، فرم آنها، پرداخت کاری قطعات با یک یا چند عمل برش با تنظیم رنده تراش است. با سوار کردن وسائل و دستگاه‌های یدکی روی ماشینهای تراش دامنه فعالیت آن بسیار گسترش پیدا کرده بطوریکه می‌توان بوسیله آنها عملیات مختلفی انجام داد مثلا با قرار دادن ابزارهایی مانند برقو، قلاویز و مته عملیاتی چون برقوکاری، قلاویززنی و سوراخکاری روی ماشین تراش بسادگی انجام پذیر می‌باشد.​

اساس ماشینهای تراش

بطور کلی اصول اساسی ماشینهای تراش بر مبنای عمل فلز تراش پایه گذاری شده‌است و نیز عمل فلز تراشی با ماشینهای تراش سبب برداشت براده توسط لبه برش دنده و حرکت براده‌ها در طول سطح براده رنده می‌باشد. در تمام عملیات فلز تراشی مانند تراشکاری، سوراخکاری، فرزکاری و یا اره کاری براده تولید خواهد شد. در این حالت نیرویی برابر بیست تن بر اینچ مربع وارد می‌شود، که این مقدار نیروی زیاد باعث کشش و تغییر فرم فلز و میز ایجاد حرارت می‌شود و حرکت براده در طول سطح برش سبب اصطکاک شده و این مقدار اصطکاک در لبه برش رنده تولید حرارت می‌کند، که این خود یک عامل مهم در هنگام براده برداری است

نیروهایی که بر ابزار برش اثر می‌گذارند

در موقع تراش سه نیروی مختلف بر لبه برش ابزار برش اثر خواهد گذاشت این سه نیرو بطور ساده بصورت زیر بیان می‌شود.

۱.نیروی محوری ۲.نیروی شعاعی ۳.نیروی عمودی (مماسی)

عوامل سرعت برش مناسب برای هر ماشین

۱.نوع رنده

۱.نوع کاریکه تراشیده می‌شود (از نظر نرمی)

۲.مقدار عمق براده

۳.نوع تراشیکه داده می‌شود(خشن یا پرداختکاری)

۴.سن و وضعیت ماشین

۵.مواد خنک کننده (محلول آب و روغن)

اصولا مسئله برش در ماشینهای افزار بخاطر پیدا کردن سرعت مناسبی برای هر نوع ماشین می‌باشد. زیرا وقتیکه سرعت برش بیش از حد لازم باشد باعث مستهلک شدن سریع ابزار و خراب شدن کار می‌گردد. سرعت برش کمتر از حد مجاز موجب کندی کار و در نتیجه عدم تولید محصول بطور سریع خواهد بود.

فرمول مقدار سرعت برش

سرعت برش برحسب متر در دقیقه: قطر بر حسب میلی متر در عدد پی در تعداد دور تقسیم بر ۱۰۰۰

سرعت برش برحسب فوت در دقیقه قطر بر حسب اینج در عدد پی تقسیم بر ۱۲

که در رابطه (۱) D مقدار قطر کار برحسب متر و n تعداد دور در دقیقه و سرعت برش برحسب متر در دقیقه می‌باشد. در رابطه (۲)D قطر کار برحسب اینچ و برحسب فوت در دقیقه خواهد بود

تعیین دور ماشین توسط دیاگرام

برای اینکه در وقت صرفه جوئی شده و از محاسبه جلوگیری گردد. در اکثر کارخانجات عدد دور ماشین را از روی دیاگرام تعیین می‌کنند معمولاً تابلوهایی روی بیشتر ماشینهای تراش نصب شده‌است که بسادگی تعداد دور ماشین را برای قطرهای مختلف کار نشان می‌دهد.

انواع ماشین‌های تراش و ساختمان آنها

۱.ماشین تراش کوچک مرغک دار ۲.ماشین تراش ابزارسازی ۳.ماشین تراش معمولی نرم شده ۴.ماشین تراش پیشانی تراش ۵.ماشین تراش عمودی

ماشین تراش کوچک مرغک دار

این نوع ماشین تراش برای آموزش و تراش کارهای کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد و چون اغلب کارها را بین دو مرغک می‌تراشند بهمین جهت آنرا ماشین تراش مرغک دار می‌گویند. بعلاوه چون از این ماشین برای آموزش و کارهای کوچک استفاده می‌شود اغلب دستگاه انتقال حرکت آنها بصورت چرخ تسمه‌ای ساخته می‌شوند. از نظر اندازه، به دو شکل تقسیم می‌شوند؛ ماشین تراش کوچک رومیزی و ماشین تراش کوچک پایه دار.

ماشین‌های تراش ابزار سازی

اختلاف این نوع ماشینها با سایرین در این است که ماشینهای ابزار سازی دارای دقت بیشتری نسبت به سایر ماشین‌ها داشته و نیز بعضی از آنها با دستگاههای مخصوص جهت تراشیدن کارهای دقیقتر مجهز می‌باشند. وظیفه اصلی این ماشینها تهیه ابزار و شابلن برای کارخانجات تولیدی و ماشینهای تراش تولیدی است. و چون از آنها برای کارهای کوچک و بزرگ استفاده می‌شود معمولاً آنها را به دو صورت رومیزی و پایه دار در دسترس قرار می‌دهند. از نوع رومیزی آن برای تراش قطعات کوچک و کوتاه که دارای قطر کم هستند استفاده می‌شود. ماشین تراش پایه دار بصورت یک ماشین تراش دقیق و نسبتا بزرگ که دارای سرعتهای مختلف است ساخته شده‌اند بعلاوه با دستگاه ترمز دقیق برای قطع و کنترل کردن سرعت مجهز می‌باشد. این ماشین بوسائل دیگری جهت تهیه سایر ابزارها و کارهاییکه احیانا مورد نیاز کارگاه می‌باشد خواهد بود.

ماشینهای تراش معمولی نرم شده

از این ماشینها اغلب در کارهای تولیدی استفاده می‌گردد زیرا که قدرت تولیدی آنها زیاد بوده و نیز قدری سنگین تر ساخته می شوند. از طرفی چون برای انجام کارهای مختلف مورد استفاده قرار می‌ گیرند بدینجهت دارای مراحل سرعت بیشتر و نیز با بیشتر می‌باشد که برای انجام کارهای بزرگ بسیار مناسب است، و از نظر استحکام بر سایر ماشینها نیز برتری داشته و می‌توان برای تولیدهای کم مورد استفاده قرار داد.

ماشین‌های تراش با قطر کارگیر و طول زیاد 

این نوع ماشینها برای تراش کارهایی که قطر آنها بزرگ و نیز دارای طول زیاد هستند مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا که میز آنها بزرگ و ارتفاع محور اصلی ماشین تا روی ریل نسبتا زیاد است. در بعضی از ماشینهای تراش که دارای طول زیاد می‌باشند برای اینکه بتوان از حداکثر قطر کارگیر استفاده شود، نزدیک محور اصلی در قسمت ریل یک قطعه جاگذاری شده‌است هنگامیکه لازم باشد می‌توان قطعه را از روی ریل جدا کرده و سپس قطعات با قطر زیاد را تراشید و نیز برای تراش کارهای مخصوص مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولاً این نوع ماشینها را با دورهای بسیار زیاد طراحی نمی‌کنند و از طرفی استحکام و قدرت برش آنها بسیار زیاد است، بدینجهت می‌توان با آنها حجم براده بیشتری را در یک زمان معین برداشت.

ماشین تراش پیشانی تراش

کارهائیکه قطر آنها زیاد و طول نسبتا کمی دارند بوسیله این ماشینها تراشیده می‌شوند. موارد استفاده دیگر آنها در کارخانجات لکومتیو سازی مخصوص ساختن چرخهای لکومتیو و نیز برای ساختن چرخ طیار (چرخ لنگر) بکار می‌برند.

ماشین تراش عمودی

همانطوریکه از اسمش پیداست این ماشین بصورت عمودی قرار می‌گیرد، دستگاه قلم گیر بصورت منشور چند ضلعی که می‌تواند عمودی در طول حرکت خطی داشته باشد. دستگاه سه نظام آن بسیار بزرگ است و بطور عمودی قرار گرفته و دارای حرکت دورانی است، که برای گرفتن کارهای سنگین می‌باشد. در سوراخکاری هم از آن استفاده می‌کنند. و چون نسبتا سنگین است معمولاً دارای سرعتهای زیاد نیست.

اجزاء اصلی ماشین تراش و وظیفه هریک

۱-ریل (میز) ماشین

۲-دستگاه یاطاقان محور اصلی (دستگاه جعبه دنده سرعت محور اصلی)

۳-دستگاه مرغک

۴- دستگاه حامل سو پرت

۵- جعبه دنده بار

۶- الکتروموتور

سه نظام: سه نظام وسیله‌ای است که قطعه کار را نگه داشته و باعث دوران آن می‌شود سه نظام به دو صورت منظم که توسط یک مارپیچ ارشمیدوسی طراحی شده‌است کار می‌کند و غیر منظم موجود است سه نظام به اسپیندل متصل می‌گردد

ریل (میز)ماشین

ریل ماشین تراش یکی از قسمتهای اساسی ماشین تراش را تشکیل می‌دهد که بطور دقیق طراحی و ساخته می‌شوند. و نیز بایستی دارای ساختمانی کاملا محکم باشد این قسمت روی پایه‌هایی که از چدن ساخته شده‌اند مستقر می‌باشند. دستگاههای دیگر از قبیل دستگاه حامل سو پرت و مرغک روی آن قرار می‌گیرند میز ماشین دارای راهنماهائی به شکل مثلثی و یا ذوزنقه‌است که با دقت ماشینکاری شده‌اند دستگاه‌های دیگری که روی این راهنماها قرار می‌گیرند نسبت به محور ماشین و یا قطعات کار بسته شده بر روی محور اصلی در یک راستا هستند.

دستگاه یاطاقان محور اصلی (پیش دستگاه با جعبه دنده سرعت

این قسمت در صورتیکه ساختمان جعبه دنده‌ای داشته باشد، شامل یک سری چرخ دنده با تعداد دنده‌های مختلف است به کمک چرخ دنده‌ها که با محور اصلی یاطاقان بندی شده‌اند قطعه کار گردش داده می‌شود. در بعضی از ماشینها محور اصلی روی جعبه دنده سرعت بوسیله بلبرینگ کارگذارده شده‌است. در ماشین‌های تراش کوچک دستگاه انتقال حرکت آنها بصورت چرخ تسمه‌ای است که از دو فلکه سه یا چهار پله‌ای تشکیل می‌گردد که به صورت عکس روی دو محور موازی قرار می‌گیرند و در این صورت با داشتن قطرهای متفاوت، محور اصلی ماشین دارای دورهای مختلفی خواهد بود.

دستگاه یاطاقان محور اصلی (پیش دستگاه با جعبه دنده سرعت

این قسمت در صورتیکه ساختمان جعبه دنده‌ای داشته باشد، شامل یک سری چرخ دنده با تعداد دنده‌های مختلف است به کمک چرخ دنده‌ها که با محور اصلی یاطاقان بندی شده‌اند قطعه کار گردش داده می‌شود. در بعضی از ماشینها محور اصلی روی جعبه دنده سرعت بوسیله بلبرینگ کارگذارده شده‌است. در ماشین‌های تراش کوچک دستگاه انتقال حرکت آنها بصورت چرخ تسمه‌ای است که از دو فلکه سه یا چهار پله‌ای تشکیل می‌گردد که به صورت عکس روی دو محور موازی قرار می‌گیرند و در این صورت با داشتن قطرهای متفاوت، محور اصلی ماشین دارای دورهای مختلفی خواهد بود

دستگاه مرغک

دستگاه مرغک که جنس آن از چدن می‌باشد، می‌توان بر روی میز حرکت کرده و در هر نقطه که لازم باشد آنرا ثابت کرده و سپس عملیات تراشکاری را انجام داد. این دستگاه دارای محوری توخالی است که داخل آن به شکل مخروطی تراشیده شده‌است سطح آن کاملا دقیق تراشیده شده و به صورت اینچی و یا میلیمتری در جهت طولی مدرج شده که بوسیله پیچی می‌توان دستگاه مرغک را از محل اصلی خود منحرف کرد. بعلاوه به وسیله پیچ و مهره و بست می‌توان دستگاه مرغک را در روی میز ماشین در هر محل که لازم باشد ثابت کرد. ضمنا هنگام برقوکاری و یا سوراخکاری بوسیله ماشین تراش می‌توان پرهائیکه دارای دنباله مخروطی هستند مستقیما در داخل محور دستکاه مرغک قرار داده و عمل برقوکاری انجام می‌شود. از طرفی برای سوراخکاری از مته‌های دنباله مخروطی و یا سه نظام مته که دارای دنباله مخروطی است استفاده کرد. برای تراشکاری بین دو مرغک باید مرغک ثابت و یا مرغک بلبرینگی (متحرک) را در داخل محور قرار داده و تراشکاری را انجام داد.

مرغک ثابت و مرغک بلبرینگی (متحرک)

دستگاه حامل سو پرت:

دستگاه حامل سوپرت در شکل نمایشی با رنگ زرد مشخص شده‌است که سوپرت عرضی و قلم گیر و رنده تراش در روی آن بسته می‌شود. این دستگاه بصورت طولی بین مرغک و محور اصلی حرکتی خطی دارد.

این دستگاه از دو قسمت عمده تشکیل می‌شود. زین که فرمی صلیبی دارد. بر روی آن کشوهایی قرار گرفته‌است که بخوبی سنگ زده شده‌اند و دقیقا روی راهنماهای میز قرار می‌گیرند دوم قوطی حرکت بار که در جلو زین قرار گرفته‌است و دارای چرخ دنده‌های مختلف است این دستگاه بکمک چرخ دنده‌ها دارای حرکتی طولی و عرضی می‌باشد بوسیله دسته مخصوصی می‌توان دستگاه حامل سو پرت را بصورت طولی حرکت خطی داد. بعلاوه سوپرت عرضی که روی دستگاه حامل سوپرت قرار گرفته می‌توان بطریق عرضی حرکت کند یعنی بسمت تراشکار نزدیک و یا از او دور شود. بکمک چرخاندن دسته؛ سو پرت عرضی را می‌توان در عرض حرکت عرضی داد

جعبه دنده بار (گیربکس)

این قسمت تامین مقدار پیشروی رنده در حالت پیچ بری (پیچ تراشی) و یا روتراشی و نیز پیشانی تراشی استفاده می‌گردد. باین صورت که میله پیچ تراشی و یا میله بار حرکت دورانی خود را از این جعبه دنده تغذیه می‌کند. با حرکت دورانی میله‌های پیچ بری و میله بار رنده تراشکاری در طول یا در عرض ماشین پیشروی کرده و قطعه کار تراشیده می‌شود، روی جعبه دنده جدولی قرار دارد که در زیر جدول شیارهایی موجود است که با قرار دادن بین دسته تعویض با در محل مناسب خود بدست می‌آید.

انواع ماشین تراش

1-ماشین تراش معمولی 2-ماشین تراش با کنترل کامپیوتری CNC

 

تارت ماشین تراش cnc​

موتور الکتریکی چیست؟

موتور الکتریکی، نوعی ماشین الکتریکی است که الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته‌است، توسط ژنراتور انجام می‌شود. این دو وسیله بجز در عملکرد، مشابه یکدیگر هستند. اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می‌کنند، اما موتورهایی که بر اساس پدیده‌های دیگری نظیر نیروی الکترواستاتیک و اثر پیزوالکتریک کار می‌کنند، هم وجود دارند.

ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال می‌شود. در یک موتور استوانه‌ای، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله‌ای معین از محور چرخانه به چرخانه اعمال می‌شود، می‌گردد.

اغلب موتورهای الکتریکی دوار هستنند، اما موتور خطی هم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک (که معمولاً درون موتور است) روتور و بخش ثابت استاتور خوانده می‌شود. موتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک قاب سیم پیچی شده‌است. گر چه این قاب اغلب آرمیچر خوانده می‌شود، اما این واژه عموماً به غلط بکار برده می‌شود. در واقع آرمیچر آن بخش از موتور است که به آن ولتاژ ورودی اعمال می‌شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می‌شود. با توجه به طراحی ماشین، هر کدام از بخش‌های چرخانه یا ایستانه می‌توانند به عنوان آرمیچر باشند.

 

 

 

استپر موتور چیست؟

استپر موتورنوعی موتور​ مثل موتورهای DC است که حرکت دورانی تولید می کند. با این تفاوت که استپر موتورها دارای حرکت دقیق و حساب شده تری هستند. این موتورها به صورت درجه ای دوران می کنند و با درجه های مختلف در بازار موجود هستند. موتورهای پله ای موجود در بازار معمولا در دو نوع ۵ یا ۶ سیم یافت می شود.

 

 اصول کار

واژه پله به معنی چرخش به اندازه درجه تعریف شده موتور​ است. مثلاً موتور پله‌ای با درجه ۱.۸ باید ۲۰۰ پله حرکت کند تا ۳۶۰ درجه یا یک دور کامل بچرخد. یک 

استپ موتور با درجه ۱۵ فقط باید ۲۴ پله برای یک دور کامل انجام دهد
به این ترتیب هرچه تعداد پله­های یک موتور بیشتر باشد دقت چرخش آن افزایش می­یابد. مکانیسم کنترلی موتور پله ای طوریست که امکان کنترل سرعت به سادگی میسر می شود.

در حالت عادی میزان چرخش موتور به تعداد پالسهای اعمالی و گام موتور بستگی دارد. هر پالس یک پله موتور را می‌چرخاند. با تحریک دو فاز مجاور در موتور می‌توان موتور را به اندازه نیم پله حرکت داد. به این ترتیب تعداد پله‌های موتور دو برابر می‌شود و در نتیجه دقت چرخش موتور هم دوبرابر می گردد.

کاربردها

کاربرد اصلی این موتورها در کنترل موقعیت است. این موتورها ساختار کنترلی ساده‌ای دارند. لذا در ساخت ربات کاربرد زیادی دارند. بطوریکه به تعداد پالسهایی که به یکی از پایه‌های راه ‌انداز آن ارسال می‌شود موتور به چپ یا راست می‌چرخد.استفاده از موتور پله‌ای مشکلاتی از جمله وزن زیاد، قیمت بالا و قدرت بسیار کم را بدنبال دارد.

ساختار موتور پله ای

این موتور عموما دارای چهار قطب میباشد که سیم پیچها بر روی این چهار قطب قرار می گیرند و شما با ارسال بیتهای 0و 1به این سیم پیچها در واقع میدان مغناطیسی ایجاد می کنید که این میدان باعث حرکت روتور مغناطیسی موجود در داخل 

موتور پله ای می شود البته میبایست این سیم پیچها را به توالی 0 و 1 کرد و گرنه موتو ر مطابق میل شما نخواهد چرخید یکی از مشخصه های این موتور زاویه حرکت آن می باشد و هر موتوری زاویه حرکتی مخصوص به خودش را دارد مثلا اگر موتوری زاویه حرکتش 7درجه باشد این موتور در هر بار ی که سیم پیچهایش حاوی ولتاژ می شوند 7 درجه در سمت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن بسته به اینکه سیم پیچها با چه ترتیبی ولتاژ دار می شوند خو اهد چرخید این 7 درجه چرخش برای این موتور پله ای نمونه یک پله یا یک step محسوب می شود با این تعریف متوجه شدید که یک موتور پله ای در یک دور کامل ممکن است 100تا 200 پله کمتر یا بیشتر بسته به نوع موتور خواهد داشت.شما حتی می توانید یک موتور پله ای ​را به صورت نیم پله یعنی با نصف زاویه حرکت راه اندازی کنید این موتورها به صورت میکرو پله نیز حرکت می کنند در واقع منظور حرکت خیلی ریز ودقیق است. وقتیکه شما یک موتور پله ای را از نزدیک می بینید متوجه تعدادی سیم رنگی می شوید که از موتور پله ای​ بیرون آمده در واقع این سیم ها هر کدام به سر یک سیم پیج متصل هستند و یک سیم بین تمام سیم ها مشترک است.

تست سالم بودن موتور پله ای:

برای این کار در مرحله اول باید مطمئن شویم هیچکدام از سیم ها به هم اتصال ندارند.سپس با دست شفت را بچرخانید میبینید که راحت و روان می چرخد.حال تمام سیم ها را به هم اتصال بدهیدو سعی کنید دوباره شفت را با دست بچرخانید.اگر یک مقاومت یا سفتی نسبت به حالت قبل وجود داشت موتور سالم است.

نحوه کنترل

این موتور به صورت یک بیتی یا دو بیتی حرکت میکند در حالت یک بیتی در هر لحظه تنها یک سیم پیچ پالس 1 را دریافت می کند ودر حالت دو بیتی دو سیم پیچ در هر لحظه پالس 1 را دریا فت می کنند اگر این دریافت پالس به صورت منظم و پشت سر هم انجام شو د موتور نیز به صورت صحیح به سمت جهت حرکت عقربه های ساعت یا خلاف جهت آن حرکت خواهد کرد

کنترل یک بیتی:

در حالت یک بیتی اگر اول سیم پیچ 1 را تحریک کنیم ٬ باید سیم پیچ 2 و3 و4 بدون تحریک باشند . جهت حرکت موتور پله ای در جهت حرکت عقربه های ساعت است . بعد از سیم پیچ 1 نوبت سیم پیچ 2 است که تحریک شود.، و در این حالت نیز بقیه سیم پیچها بدون تحریک هستند. بعد از آن نوبت سیم پیچ 3 و سپس نوبت سیم پیچ شماره 4 است . دقت کنید که در هر لحظه یک سیم پیچ تحریک شود ٬اگر بعد از سیم پیچ 1 سیم پیچ 4 را تحریک کنیم و سپس به سراغ 3و2 برویم موتور در جهت عکس عقربه های ساعت خواهد چرخید.

کنترل دو بیتی:

در حالت دو بیتی در لحظه دو سیم پیچ باردار می شوند . مثلا اگر اول سیم پیچ 1 و2 تحریک شوند ٬بعد سیم پیچ 2و3 ٬ سپس 3و4 و در نهایت 4 و 1 .برای حرکت موتور پله ای بایست همین ترتیب را تا وقتیکه می خوا هید موتور حرکت داشته باشد ادامه دهید . حال اگر این ترتیب را عوض کنید موتور در خلاف جهت فعلی حرکت می کند .

یافتن ترتیب صحیح سیمها:

اگرترتیب صحیح سیم ها رعایت نشود موتور درست نخواهد چرخید. برای یافتن ترتیب آنها ابتدا سیم مشترک را به ولتاژ مورد نیاز موتور (روی بدنه موتور می نویسند ولی معمولا ۱۲ ولت است) وصل می کنیم. بعد از میان ۴ سیم باقیمانده یکی را انتخاب می کنیم و سر منفی یا زمین منبع را به ان اتصال می دهیم. اینکار باعث یک چرخش کوچیک میشود.یک کاغذ گرد یا یک تکه چوب به شفت ببندید تا چرخش های ریز معلوم شود. این چرخش کوچک در واقع همان یک پله موتور به اندازه زاویه موتور می باشد. حال سر منفی ( GND) را به یکی از ۳ تا

سیم دیگر اتصال دهید. اگر از این ۳ سیم، سیم صحیح را انتخاب کرده باشید یک گردش کوچک (به اندازه قبلی) در ادامه حرکت قبلی می بینید ولی اگر خطا باشد گردش معکوس یا بیش از حد (۲ یا ۳ پله) خواهید داشت. اگر سیم خطا بود دوباره زمین را به سیم اول اتصال دهید و همان کار را با ۲ سیم دیگر تکرار کنید تا زمانی که سیم صحیح پیدا شود. وقتی سیم صحیح پیدا شد سیم اول را کنار گذاشته و مراحل را از ابتدا برای سه سیم باقیمانده انجام دهید تا ترتیب ۴ سیم را پشت سر هم پیدا کنید.

آشنایی با استپر موتور

با پیشرفت روز افزون علم و فناوری همواره نیاز های جدید به وسایل و دستگاه های جدید تر جهت هماهنگی همه بخشهای صنعت با این پیشرفت ، به وجود می آیند. بدین منظور شناخت و طراحی راه کارها و وسایل جدید امری است اجتناب ناپذیر.از جمله این پیشرفت ها ساخت نوع جدید و پیشرفته تری از موتورهای الکتریکی به نام استپ موتور ها یا موتورهای پله ای است که با کاهش انواع هزینه ها در صناع کم کم جای مکانیزم های پیچیده مکانیکی را خواهند گرفت.در این مقاله سعی شده است تا بسیار مختصر و متناسب با محدودیت ها به زبانی ساده و قابل درک ساختار و نحوه  کارکرد و کنترل موتورهای استپی بررسی و بیان شود.


مقدمه:

با درک میدان های مغناطیسی و کشف آنکه می توان انرژی الکریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل نمود تحولی عظیم در تاریخ بشری بوجود آمد ، بگونه ای که بشر روز به روز به تفکر و طراحی و ساخت وسایلی که بتوانند با استفاده از انرژی الکتریکی ، انرژی مکانیکی تولید نمایند روی آورد. از این رو انواع موتور های الکتریکی به صحنه وجود آمده و همچنان سیر تکمیلی خود را طی نمودند تا به امروز که می توان برای هر نوع کاربری ، نوع خاصی از موتورها را بکار برد. اما ساخت استپ موتور​ با امکاناتی که به طراحان و سازندگان ماشین آلات میدهد ، به گونه ای برجسته سبب کاهش هزینه ها در همه زمینه ها می شود. یکی از چندین مزایای بسیار زیاد این نوع الکتروموتورها تبدیل مکانیزم های بسیار پیچیده مکانیکی ، به تنها یک محرک استپی می باشد. در ادامه با این پدیده جالب آشنا تر خواهیم شد.

استپ موتور یا موتور پله ای

یک استپ موتور وسیله ای الکتریکی است چرخش زاویه ای گسسته یا پله ای دارد و با اتصال به ضربان هایی در فرکانسی خاص کار می کند. هر ضربان فرستاده شده به موتور سبب حرکت محور موتور تا زاویه ای معین می شود که این زاویه ، زاویه استپینگ (Stepping Angle) نامیده می شود.

شکل 1 ساختمان ساده شده یک استپ موتور "Bifilar" مگنت دائمی را نشان می دهد.

روتور از جنس آهنربای دائمی است و شش دندانه دارد که با فاصله های مساوی و یک در میان در قطب های N و S اطراف روتور قرار دارند.استاتور چهار قطب دارد که هر قطب دارای پیچه ای است که این پیچه از مرکز خروجی V را داراست.

پیچه های روی قطب های مختلف به هم وصلند بطوری که فقط پنج سیم A , B , C , D & +V  از موتور خارج می شوند.پیچه با ارسال جریان به سیم +V و خروج آن از یکی از سیمهای دیگر فعال می شود.

سیم پیچ ها در دندانه های استاتور به روشی پیچیده می شوند به طوریکه نتایج زیر حاصل می شود :

• اگر سیم B فعال باشد ، قطب 1 شمال و قطب 2 جنوب خواهند بود و اگر سیم A فعال باشد قطب 1 جنوب و قطب 2 شمال می شود.

• اگر سیم C فعال باشد قطب 3 شمال و قطب 4

جنوب و اگر سیم D فعال باشد قطب 3 جنوب و در عوض قطب 4 شمال خواهند بود.

عملکرد استپ موتورها براساس این قانون است که وقتی قطبهای مشابه دفع می شوند ، قطبهای مخالف جذب می شوند. اگر سیم پیچ ها در توالی صحیح فعال باشند روتور در مسیر و جهتی معین خواهد چرخید.

شکل 2 نشان می دهدکه روتور هنگامی که پیچه ها با توالی داده شده در جدول 1 فعال اند چگونه می گردد.

 

همانطور که در شکل 2 مشاهده می شود ، ترتیب القاهای داده شده در در جدول 1 سبب چرخش روتور در جهت عقربه های ساعت می شود.

 

اگر توالی این القا ها معکوس شود ، جهت حرکت نیز معکوس می شود.

اگر حتی همه القا ها متوقف شده و هیچ جریانی به موتور وارد نشود ، به علت وجود آهنرباهای دائمی در روتور بازهم مقداری جاذبه میان قطب ها و دندانه ها وجود دارد. از این رو حتی هنگامی هم که هیچ تغذیه ای به موتور متصل نیست ، بازهم قدری ((گشتاور نگه دارنده)) در موتور باقی می ماند.

از شکل 2 می توان مشاهده نمود که موتور زاویه استپینگ یا زاویه مرحله 30 درجه دارد و برای کامل کردن یک چرخه به 12 استپ یا مرحله نیاز دارد. تعداد مرحله ها در هر دور در یک موتور استپی با اضافه کردن دندانه های بیشتر روی روتور می تواند افزایش یابد و با اضافه کردن دندانه هایی به دندانه های استاتور ، زاویه استپینگ یا زاویه طی مرحله یک موتور استپی را می توان تا حد 1.8 درجه کوچک کرد به طوری که برای طی یک چرخه دویست مرحله نیاز باشد.

برنامه القای پیچه ها در شکل 2 به القای تک فاز معروف است ; از آنجا که در هر زمان فقط یکی از چهار پیچه فعال است.

در هر مرحله دندانه های روتور دقیقا رد مقابل دندانه های فعال استاتور قرار می گیرند. با این حال راه اندازی موتور با دو پیچه حامل جریان در یک زمان امری ممکن است (القای دو فازی). در این حالت دندانه های روتور خود را در میان دوتا از دندانه های فعال استاتور قرار می دهند. جدول 2 برنامه کاری و موقعیت روتور را برای القای دو فاز و تک فاز نشان می دهد.توجه داشته باشید که زاویه مرحله یا همان Stepping Angle برای دو نوع القا یکی است بجز اینکه موقعیت های روتور با نصف زاویه مرحله تعیین می شوند.

اگر القای تک فاز و دو فاز با هم ترکیب شوند ، یک حالت نیم مرحله (Half Step mode) حاصل می شود. در این حالت تعداد مراحل یا استپ ها در هر چرخه دو برابر است ; به طوری که اگر موتوری در حالت مرحله کامل یا Full – Step برای کامل کردن چرخه به دویست دور نیاز داشته باشد ، در حالت نیم مرحله یا Half – Step به چهارصد دور برای تکمیل آن نیاز دارد. جدول 3 توالی کارکرد برای حالت نیم مرحله نشان می دهد.

استپ موتوری​ که در بالا شرح داده شد از دو پیچه با در مقابل هم قرار دادن مگنت های همنام در هر قطب استفاده می کند. به این دلیل است که این نوع ، استپ موتور "Bifilar" نامیده می شود.

نتیجه گیری

کارایی و امکانات یک استپ موتور بسیار بیشتر از انواع دیگر الکترو موتورها می باشد. بدین لحاظ که بسیاری مکانیزم ها و حالات مختلف چرخش را می توان از آنها گرفت و همچنین این که کنترل این موتور ها​ بسیار آسان تر از سایرین است به طوری که عمدتا به وسایل کنترل سرعت اضافی از قبیل ترمز های الکتریکی و مکانیکی نیازی ندارند.

پس بر ماست تا با افزایش دانش خود در مورد این نوع کارامد از موتورهای الکتریکی سعی در استفاده هرچه بیشتر از امکانات آنها کنیم.

ساختمان الکتریکی موتور استپ و نحوه عملکرد درایوها

مقدمه:
زمان و نگرش، به زندگی و ابزارهای دقیق تغییر کرده. در بازه ای از زمان، دقت یک متر بود و ابعاد با قدم و وجب اندازه گیری می شد! در مدت کوتاهی دقت بیشتر شد و ذره بین وسعت دید ماکرو را به میلیمتر رساند.در سال 2009 اینتل (Intel) اعلام کرد، تکنولوژی 35nm (نانومتر) را تجاری ساخته است. 35 نانومتر یعنی سریعتر، ارزانتر، خنک تر و در نهایت کوچکتر! و در مجموع، دقت یعنی قدرت. موتور استپ یکی از عناصر پایه بوجود آورنده دقت در جهان است و تکنولوژی آن به اندازه ای عمومی شده است که تجاری شده باشد. ساختار آن بسیار ساده تر از موتورهای سروو بوده و کنترل کننده های آن به مراتب ارزانتر از کنترلرهای سروو و موتورهای هم خانواده دیگر میباشد. این نوشته به شما کمک میکند تا ساختار داخلی و نحوه عمل درایورهای این نوع از موتورها را بهتر درک کنید. همچنین به شما کمک میکند تا در انتخاب موتور های موجود در بازار با دیدگاه بهتری عمل نمایید و بهترین موتور و درایو سازگار را انتخاب کنید.
ساختمان الکتریکی موتور استپ و نحوه عملکرد درایو ها
موتورهای استپ​ ساختاری بسیار ساده دارند و جزء دسته موتورهای دوفاز بحساب می آیند(البته بعضی آین نوع از موتورها را موتورهای چهار فاز نیز می نامند. متورهای DC با ولتاژ ثابت دو سیم ورودی کار میکنند. موتورهای AC اصولا با سه ورودی که ولتاژ هر شاخه آن 120 درجه بایکدیگر اختلاف فاز دارند کار میکنند. در این میان موتورهای استپ با چهار ورودی با دو ولتاژ که اختلاف فاز آنها 90 درجه است کار میکنند. هسته موتور استپ یک آهنربای چند قطبی و دارای تکنولوژی خاص است و عملکردی دقیق نسبت به موتورهای هم تراز خود دارد. در شکل زیر ساختمان شماتیک استپ موتور دیده میشود:
هنگامی که به موتور استپ دو ولتاژ سینوسی با اختلاف فاز 90 درجه داده شود، موتور نرمترین حالت حرکت خود را خواهد داشت.
درایور های موتورBP6A و BP6A+ از انواع خاص درایو های موتور هستند، که بنام درایور میکرو استپ معروفند و خروجی شبه سینوسی فوق را برای موتور تولید میکنند و موتور را با حرکتی نرم جابجا مینمایند.واضح است که اینگونه حرکت، دقتی بسیار بالاتر از دقت نامی موتور را برای موتور فراهم میکند و موتور بجای 200 یا 400 استپ نوشته شده در پشت آن با 2000 تا 10000 استپ در هر دور حرکت خواهد کرد. صدای موتور نرم بوده و حرکت آن مخصوصا در ابزارهای دقیق بدون تنش است. همانطور که در شکلهای فوق دیده میشود، آهنربای دائمی در مرکز قرار گرفته و دوسیم پیچ دیگر در اطراف قرار دارند. هرگاه این سیم پیچ ها همانند شکل چهار قسمتی بالا به ترتیب ولتاژ وزودی آنها تغییر کند، آهنربای هسته زاویه ای معادل فاصله مرکز سیم پیچ ها را می پیماید. این کار به صورت دائم و بدون توقف انجام می پذیرد تا موتور به گردش درآید.
مشخصه های موتور استپ و انواع آن
موتورهای استپ دارای گوناگونی زیادی نیستند که تنوع آنها باعث گیج شدن خریداران گردد. موتورهای استپ تنها دو گونه کاملا متفاوت دارند! موتورهای دوفاز چهار سیم موتورهای دو فاز پنج سیم موتورهای دو فاز شش سیم موتورهای دو فاز هشت سیم موتورهای دوفاز، در بین مردم بیشتر شناخته شده هستند. درایورهای آنها در مقایسه با درایورهای موتورهای پنج فازها، ارزانتر است. اغلب کارخانجات تولید کننده، آنها را تولید میکنند و در بازار تنوع بیشتری دارند. در مقابل موتورهای پنج فاز هیچیک از این محاسن را ندارند. تنها برتری موتورهای پنج فاز دفت آنها است. موتورهای دوفاز در بازار با دقت های 8spr یا 45 درجه، 48spr یا 7.5 درجه، 200spr یا 1.8درجه و 400spr یا 0.9درجه یافت میشوند و این درحالی است که موتورهای پنج فاز معمولا 0.9 درجه بوده و تنوع خاصی ندارند. البته به دلیل آنکه سازندگان اینگونه موتورها شرکت های بسیار معتبر هستند، کیفیتی مطلوب نیز دارند. (spr مخفف کلمات Step Per Round بوده و به مفهوم تعداد استپ بر دور است). موتورهای دوفاز، در اغلب مغازه ها جای دارند و بیشترین مصرف را در بین دانشجویان، مراکز آموزشی، طرح های تحقیقاتی و صنایع کوچک دارند. قدرت آنها از 0.01Nm آغاز شده و در برخی مدلها به 100Nm میرسد. در مقیاس بزرگ در برخی موارد موتور های استپ از سروو موتورهای هم اندازه خود قویتر و سریعتر هستند. تنوع موتورهای دوفاز و انواع آنها زیاد است. اما در کلیه موارد ساختمان آنها یکسان بوده و تنها اندکی اختلاف بین آنها وجود دارد. درایوری جهت راه اندازی این نوع موتورها مناسب است که بتواند قدرت، سرعت و دقت این موتور ها را بکار گیرد، و همچنین بتواند همه چهار دسته موجود در بازار را راه اندازی نماید. تمام درایورهای موتور استپ این شرکت میتوانند کلیه انواع موتورهای دوفاز را راه اندازی نمایند. تنها قدرت موتور، تعیین کننده مدل 2A, 4A, 6A, 8A است. در زیر نگاهی به ساختمان موتورهای استپ دوفاز نموده و آنها را با هم مقایسه می کنبم. عکس زیر سه دسته از چهار دسته موتورهای استپ را نمایش میدهد:
در شکل فوق از چپ به راست موتورهای 4 و 6 و 8 سیم نمایش داده شده اند. موتورهای 5 سیم همانند موتورهای شش سیم هستند و تنها تفاوت آنها در این است که سر و سط سیم پیچ ها ی X و Y (در شکل وسط)، با یکدیگر مشترک شده اند.   (برای آنکه بتوانید با درایورهای مدل BP2A , BP4A , BP6A , BP8A موتورهای پنج سیم را راه اندازی نمایید باید ابتدا سر وسط سیم پیچها را از یکدیگر جدا کنید و سپس موتور را برای راه اندازی به درایو متصل نمایید. برای این کار اغلب موتورهای پنج سیم در محل اتصال سیم پیچها به موتور دارای فیبر مدارچاپی کوچگی هستند که میتوان با تیغ روی مس را خراش داد و X و Y را از یکدیگر جدا کرد. در غیر اینصورت باید پوسته موتور باز شده، و دو سیم مورد نظر از یکدیگر جدا گردند.) موتورهای پنج فاز از مقوله فعلی خارج میباشند و تنها به توضیح کوتاهی درباره آنها بسنده میکنیم. در زیر دو نمونه از سیم پیچهای موتورهای پنج فاز دیده شود. برای آنکه موتور  بتواند کار کند باید به هر یک از سر سیم پیچهایی که در مدار وجود دارد ولتاژ مثبت و منفی داد. فقط در این شرایط است که سیستم با قدرت و دقت نامی کارمیکند. بنابراین نکته مهم آن است که بتوان پنج عدد قطعه پوش پول را به یک مدار کنترل متصل نمود. (Push pull) حال برای سیستم، کنترلری لازم است که به هریک از خروجی ها فرمان دهد، جریان هریک را بطور جداگانه اندازه گیری کند و از ورودی پالس جهت و مقدار حرکت را دریافت نماید.
موتورهای دوفاز گونه ساده تری نسبت به موتورهای پنج فاز میباشند. برای فرمان دادن به این موتورها، تنها کافی است که سر دو طرف سیم پیچ ها را به ولتاژ متصل نمود. راه اندازی موتورهای دوفاز به دو شکل انجام میگیرد. به صورت دوقطبی و تک قطبی. (Unipolar - Bipolar). در هر دو نوع راه اندازی از نظر تئوری تفاوتی بین نحوه عملکرد موتور وجود ندارد. تنها موتور میچرخد. اگر ولتاژ موتور را طبق جدول زیر به سر سیم پیچهای یک موتور چهار سیم یا شش سیم بدهیم، موتور میچرخد. در مورد موتورهای 8 سیم باید سر BC و YZ به یکدیگر متصل گردند. جدول زیر نحوه متصل نمودن یک موتور به ولتاژ را نمایش میدهد. ستون Step شماره استپ را نشان میدهد. در صورتی که اعمال ولتاژ به بوبین ها در جهت 1 به چهار حرکت کند، موتور در جهت مثبت و در صورتی که ترتیب تعویض قطب ها از مرحله چهار به یک باشد، در جهت منفی حرکت خواهد کرد.
D C B A Step - + - + - 1 - + + - / 2 + - + - | 3 + - - + \ 4 - + - + - 5 - + + - / 6 + - + - | 7 + - - + \ 8         ...
برای موتورهای پنج سیم همانگونه که در بالا توضیح داده شد، باید سیم وسط سیم پیچها از یکدیگر جدا شوند. برای راه اندازی تک قطبی نیز کار بسیار ساده است. البته موتورهای چهار سیم به هیچ عنوان بصورت تک قطبی راه اندازی نمیشوند. برای راه اندازی موتورهای هشت سیم به شکل تک قطبی، ابتدا باید سیم های سر وسط را مشترک کرد و سپس به صورت جدول زیر سرهای مشترک را به یک طرف ولتاژ و مابقی سیم ها را به به ولتاژ متصل نمود. جدول زیر نمایانگر این روند میباشد:
Y X D C B A Step - -   +   + - 1 - -   + +   / 2 - - +   +   | 3 - - +     + \ 4 - -   +   + - 5 - -   + +   / 6 - - +   +   | 7 - - +     + \ 8             ...
راه اندازی به صورت تک قطبی بسیار آسان است. تنها کافی است سر وسط سیم پیچها را به زمین مدار یا ولتاژ منفی متصل نمایید و سر سیم پیچها را از طریق یک ترانزیستور یا MOSFET با یک مدار ساده سوییچ کنید. در صورتی که ترتیب سوییچ ها صحیح باشد، موتور درست حرکت میکند و میچرخد.
مشخصه های درایور های موتور استپ
بر خلاف سادگی موتورهای استپ و راه اندازی آن به روش دستی و ساده جهت تست عملکردهای و کارهای دانشجویی، عملکرد اصولی و صحیح این درایورها پیچیدگی خاصی دارد. از این نقطه به بعد تمامی نوشته ها براساس موتورهای دوفاز نوشته شده و موتورهای پنج فاز را به مقوله ای دیگر واگذار می کنیم. همچنین تصور این است که در موتورهای هشت سیم دو سیم با هم مشترک شده و ماننده موتورهای شش سیم عمل میکنند و موتورهای پنج سیم را نیز طبق توضیح بالا به موتوری شش سیم تبدیل کرده تا درایورهای دو قطبی بتوانند آنها را راه اندازی نمایند. یک درایور خوب باید دارای مشخصات ویژه ای باشد. برخی از این مشخصات عبارت است از: دارای بازه ولتاژ ورودی وسیع باشد تا بتوان آن را در پروژه های مختلف بکار برد. جریان خروجی قابل کنترل دینامیک داشته باشد که بتواند موتور هایی با توانهای متفاوت را راه اندازی نماید و همچنین از یک موتور، قدرت های متفاوتی را بگیرد. موتورها را به صورت دو قطبی راه اندازی کند و انواع موتور ها را از نظر سیم بندی راه اندازی کند. توان دفع حرارتی روی آی سی مرکزی دستگاه را به وسیله هیت سینک خود دارا باشد تا بتوان از تمامی قدرت درایو بهره گرفت. ورودی های ساده جهت اتصال به میکروکنترلرها، پی ال سی ها و مدارات دیگر داشته باشد. ورودی های آن ایزوله بوده و در صورت اتصالی برق و ... به خروجی PLC یا کامپیوتر کنترل کننده آن صدمه ای وارد نکند. سرعت پالس ورودی و تبدیل آن به سیگنالهای ولتاژی و جریانی در محدوده موتورهای موجود در بازار و یا بالاتر از آنها باشد. در اثر افزایش طول کابل ورودی یا افزایش طول کابل خروجی، دچار اشکال ونویز نشود. از طریق کنترل جریان بتواند گرما را از طریق موتور یا هیت سینک دفع کند. حجم درایو کوچک باشد. چرا که حجم آن در پروژه هایی که از چند درایو جهت کنترل، استفاده میکنند جعبه کنترل دستگاه را بیش از حد حجیم مینماید. مهمترین مشخصه پس از مشخصات کیفیتی ساخت، کنترل جریان است. درایورهایی که امکان کنترل جریان را نداشته باشند، عملا کاربرد خاصی ندارند و درایورهای آماتوری بحساب می آیند. درایورهای فاقد کنترل جریان، موتور را بسیار کند راه اندازی میکنند و موتورها در کار به سرعت نهایی خود نمیرسند. این درایوها موتورها را بسیار داغ میکنند و هر چه موتور در حرکت سرعت بیشتری داشته باشد، قدرتش کاهش می یابد. کلا دونوع درایور استپ وجود دارد. تک قطبی دو قطبی درایورهای تک قطبی نوع چهار سیم موتورها را نمی توانند راه اندازی کنند و همچنین از نیمی از قدرت موتور استفاده میکنند. بدلیل آنکه این درایورها فقط یک قطب ولتاژی را میتوانند به سر موتور سوییچ کنند، به آنها تک قطبی گفته میشود. این درایورها بسیار ساده بوده و هزینهای مناسب جهت خرید دارند. معمولا دانشجویان و کسانی که برای اولین بار درایور استپ موتور می سازند، اینگونه درایور را میسازند. درایورهای  موتور استپ تک قطبی دارای برتری ها و اشکالاتی هستند نسبت به درایورهای دوقطبی هستند. مزایا: ساده بودن مدار الکترونیکی و قدرت، قیمت تمام شده بسیار ارزان و درایو موتورهای پنج، شش و هشت سیم. معایب: توان راه اندازی موتورهای چهار سیم را ندارند. سرعت راه اندازی موتور به وسیله این درایوها معمولا یک سوم راه اندازهای دوقطبی است. گرمایش کنترل جریان تنها موتور را گرم میکند و درایور توان دفع آن را ندارد. در ولتاژ مساوی از تمام قدرت موتور استفاده نمیکند. با کمی تحقیق میتوان گفت درایوهای دوقطبی کاملترین نوع کنترل را دارند. این نوع درایورها بسته به نوع و کیفیت شرکت سازنده، دارای مزایای زیادی هستند. ولی در چند جمله میتوان گفت: معایب: معمولا گرانتر از درایوهای تک قطبی هستند. برای درایو موتورهای پنج سیم باید در موتور تغییراتی بوجود آورد. مزایا: کلیه موتورهای استپ دوفاز را راه اندازی میکنند. تنها سد روبروی سرعت راه اندازی موتور، ولتاژ ورودی است و هرچه ولتاژ ورودی بالاتر رود، درایو راحت تر موتور را به دور میرساند. از تمام قدرت موتور استفاده میکند و دفع حرارت را میتواند از هیت سینک درایو به موتور و همچنین از موتور به هیت سینک درایو منتقل کند. اکثر این درایوها به دلیل آنکه سیستمی دیجیتال دارند به جای موج سینوسی، موجی مربعی را تولید مینمایند. بنابراین حرکت موتور به صورت خشک و خشن به نظر میرسد. اما اثر آن در دقت موتور فرقی نمیکند. در زیر میتوانید شکل موج مربعی با اختلاف فاز 90 درجه را با موج سینوسی همسان آن مشاهده نمایید.
درایورهای دوقطبی به نام Bipolar معروفند. حرف BP در ابتدای محصولات درایور موتور  به مفهوم دوقطبی بودن کنترل خروجی آنها میباشد. عدد بعدی نشانگر مقدار جریان خروجی است. برای مثال محصول BP4A درایور 4 آمپری دوقطبی است.
رابطه بین سرعت و قدرت موتور استپ با ولتاژ و جریان موتور
همواره این سوال مطرح بوده که سرعت و قدرت موتور استپ چه رابطه ای با همدیگر دارند؟ موتورهای استپ دارای قدرتی بیش از موتورهای DC و هم اندازه های سه فاز خود هستند. موتورهای استپ سیم پیچهای تابت دارند و آهنربای هسته آنها به دور خود می چرخد. بنابراین برای راه اندازی آنها باید، فرکانسی را از طریق درایور به آنها داد تا به راه بیفتند. خوب حالا مهم این است که این فرکانس تا کجا میتواند بالا رود و تحمل موتور چقدر است؟ سیم پیچ موتور، یک سلف است. بنابراین تمام قوانین سیم پیچها درباره آن صدق میکند. یعنی در شرایطی که فرکانس از حدی بالاتر رود، مقدار مقاومت آن تا اندازه ای زیاد میشود که مانع از جریان یافتن الکتریسته در خود میشود. برای آنکه بتوان فرکانس را بالاتر برد تنها راه حل بالابردن ولتاژ است. پس ولتاژ بالاتر به مفهوم دور بیشتر است. درایورهای BP2A و BP4A، از 12 تا 35 ولت کارمیکنند و برای مدلهای BP6A , BP8A ولتاژ 40 ولت هم قابل تحمل است. بهترین ولتاژ کاری آنها 24 ولت بوده، و در این ولتاژ هنگامی که ورودی ها با یک PLC و یا مداری واسط با ولتاژی بیش از 12 ولت تحریک شود، تا فرکانس 16 KHz توان راه اندازی موتور را دارند. البته این فرکانس برای یک موتور با راه اندازی نیم استپ، معادل 40 دور در ثانیه و یا 2400Rpm است که سرعت بسیار بالایی بوده و تنهای مدلهای خاصی از موتور آن را پشتیبانی میکنند که به سری H معروفند. هر چه فرکانس و به عبارت دیگر دور موتور بالاتر رود، ضریب سلفی افزایش می یابد. بنابراین موتور جریان کمتری مصرف میکند و درایورهایی که کنترل جریان درستی دارند، ولتاژ سر بوبین ها را افزایش میدهند. بنابر این توان موتور ثابت است و تنها موتور از حالت مصرف جریانی به مصرف ولتاژ میرسد. افت توان موتور زمانی صورت میگیرد که فرکانس آنقدر بالا رود، تا دیگر افزایش ولتاژ جوابگوی تامین جریان نباشد. دراین حالت توان موتور و در نتیجه گشتاور موتور کاهش می یابد. نکته بسیار مهم درباره این درایورها ، خروجی حالت سوییچینگ آن است. این جمله به مفهوم عدم اتلاف انرژی در درایوها است. برای روشن تر شدن این مطلب باید گفت، مثلا شما موتوری 5 ولت و 3 آمپردر اختیار دارید. ولتاژ ورودی درایو 20 ولت است. درحالت سکون که ضریب سلفی و اهمی بوبین ها حداکثر است، انتظار داریم که هربوبین 3 آمپر جریان مصرف نماید. ولی جریان ورودی درایور هرگاه با اهمتر گرفته شود، رقم 0.75 تا 0.9 را نمایش میدهد. اگر توجه نمایید، توان این موتور 15 وات است. درابور هر همین مقدار انرژی مصرف مینماید. درایور به روش سوییچینگ جریان بوبین را ثابت نگهداشته و همین عامل باعث صدای سوت خفیفی در موتورمیشود. جریان روی بوبین ها با اندکی خطا حدود سه آمپر بوده و موتور با توان درست کارمیکند. این عملکرد، ایده عالترین عملکرد یک درایور استپر موتور است. هرگاه که با دادن فرکانس به ورودی Clk موتور شروع به چرخش کند، دیده می شود که جریان ورودی هم افزایش می یابد. دلیل این امر خروج انرژی از موتور و تبدیل آن به انرژی جنبشی است. در نتیجه جریان مصرفی افزایش خواهد یافت. توجه داشته باشید، هرگز جریان خروجی روی بوبین را با اهمترهای معمولی نمیتوان گرفت و برای این کار شما نیاز به دستگاه هایی با امکان اندازه گیری جریان موثر (True RMS) دارید. اندازه گیری جریان در خروجی درایورهای تکنولوژی سوییچینگ، ممکن است به دستگاه شما صدمه وارد کند. معمولا قدرت یک موتور استپ با توان مصرفی آن بیان نمیشود. قدرت موتور استپ با گشتاور موتور عنوان می گردد که واحد آن Kg.Cm است. (کیلوگرم سانتیمتر) البته در کارهای مهندسی واحد گشتاور معمولا نیوتون متر است. برای تبدیل هر نیوتون متر به کیلوگرم سانتیمتر متوان گفت، مقدار واحد نیوتون متر را در 10 ضرب کرده تا به کیلوگرم سانتیمتر تبدیل شود. 1N.m = 10 Kg.Cm برای مثال یک موتور استپ 13.5 کیلوگرم دارای گشتاور 1.3 نیوتون متر است. این به مفهوم آن است که، اگر یک وزنه 100 گرمی (یک نیوتونی)  به سر یک بازوی بدون وزن یک متر در حالت افقی بسته شود، موتور توان نگهداری و چرخاندن آن را دارد. واحد دیگری که برای نمایش گشتاور یک موتور استپ عنوان میشود پوند اینچ است که به اختصار در پشت موتورها به صورت OZنوشته میشود. روش تبدیل آن بصورت زیراست: 1 N.m = 141.612 Oz.Inch 1 Oz.Inch = 0.000706 N.m 1 Kg.Cm = 14.1612 Oz.Inch برای مثال گشتاور موتوری که در پشت آن رقم 120 oz نوشته شده برابر 8.5 Kg.cm است.
چگونگی راه اندازی موتورهای بسیار سریع (شتاب شروع و خاتمه) و فرکانس استال Stall
دو پارامتر بسیار مهم در درایو موتورهای استپ، شتاب شروع و خاتمه است. شاید تا به حال نام موتورهای سری H یا سریع را شنیده باشید. ممکن است از مدلهای این سری حتی خرید هم کرده باشید اما تفاوت خاصی بین آن و موتورهای معمولی که داشته اید حس نشده باشد. دلیل آن چیست؟ در کاتالوگ و دیتاشیت های همه موتورهای استپ پارامتری به نام اینرسی هسته وجود دارد. ممکن است پارامتر گشتاور بدلیل آنکه هسته موتور به مرور ضعیف میشود و کارخانه سازنده نمیخواهد برای خود بدنامی بوجود آورد نوشته نشده باشد، ولی مقدار اینرسی هسته، همواره در کلیه شرایط در کاتالوگ همراه با ولتاژ و جریان موتور نوشته شده اند. هسته و قطعاتی که برروی موتور بسته میشوند، دارای اینرسی خاصی هستند. این اینرسی در هنگام راه افتادن و توقف موتور، ایجاد گشتاوری در جهت و یا خلاف جهت گردش موتور میکند. به همین دلیل موتور ناگهان نمیتواند به حرکت درآمده و یا از حرکت باز ایستد.نمودار سرعت حرکت موتور باید به شکل زیر باشد تا بتواند با حداکثر سرعت خود حرکت کند.
در شرایطی که بخواهیم یک موتور را سریعتر از مقدار نیروی اینرسی هسته اش به حرکت درآوریم، باید ابتدا از سرعت کم شروع کرده و به تدریج سرعت را زیاد کنیم. درنمودار فوق Acc مبین این مطلب است. در هنگام سکون هم باید به تدریج توقف نمود تا دقیقا در سرجای خود بایستد. Acc و Dec مخفف کلمات Acceleration  و Deceleration هستند که مفهوم آنها شتاب حرکت و شتاب سکون است. کنترلری که به درایو استپ شما متصل میگردد، وظیفه ایجاد شتاب را دارد. کنترل کننده های CNC  این امکان را دارند که شتاب حرکت و سکون را رعایت کرده و GCode مطابق با استاندارد RS274NGC را دریافت نمایند. با رعایت شتاب حرکت و سکون، با درایورهای ما میتوانید موتورهای سری H را ، تا سرعت 16000 استپ در ثانیه راه اندازی نمایید.
کاربرد موتورهای استپ​
موتورهای استپ​ کاربردهای بسیار زیادی دارند و دور تا دور ما را پر کرده اند. برای مثال میتوان گفت: کیلومتر شمار و ساعت ماشین های پژو حرکت هد فلاپی درایوها حرکت کاغذ و هد چاپ در پرینترهای Epson دستگاه های CNC کوچک و بزرگ سیستم های کنترل خطی و positioning روبات های ساده ساعت های بزرگ شهری بازو بسته کردن دریچه های هوا و اگزوزهای دقیق سیستم های سیم پیچی ترانس و هسته های فریت ومجموعه ای کامل و بی انتها از کاربردها وجود دارد که میتوان از این نوع موتورهای در آنها استفاده نمود. منبع: http://www.jamshad.com

جرثقیل - اینورتر

اینورترهای دلتا Delta  مخصوص جرثقیل – تاورکرین – بالابر - وینچ
شرکت فنی مهندسی پارس اتوماسیون نماینده رسمی محصولات دلتا
 

 
تنوع و کیفیت اینورترهای دلتا استفاده از این محصول را در سطح جهانی به همراه داشته و اینورترهای دلتا را به یکی از پرمصرف ترین اینورترها در صنایع مختلف خصوصا جرثقیل های سقفی، جرثقیل های دروازه ای، جرثقیل های بازویی،جرثقیل ضدانفجار و ضدجرقه، جرثقیل های مونوریل، جرثقیل های ستونی، تاور کرین، بالابر، وینچ تبدیل کرده است.

 

•         کاهش قابل توجه مصرف انرژی

•         قابل اعتماد بودن سیستم کنترلی و در نتیجه عدم بروز عیب

•         قابلیت توسعه آسان و انعطاف پذیری بالای سیستم کنترلی

•         سهولت وسرعت عیب یابی وتعمیر سیستم

•         بهبودکارایی

 

درایو های دلتا در گروه درایو های حرفه ای قرار می گیرد که قابلیت های بسیار متنوع و زیادی دارند این درایوها قابلیت POSITION CONTROL را دارا می باشند و می توانند همانند یک سروو  درایور، موتور های AC را در حالت POSITION CONTROL و همچنین TORQUE CONTROL کنترل کنند. از ویژگی های دیگر این درایوهای دلتا PLC داخلی می باشد که کاربر را قادر می سازد تا بدون نیاز به PLC درون درایو به برنامه نویسی LADDER پرداخته و نیاز های خود را مرتفع کند.

 

مشخصات کلی:

·         فرکانس خروجی 0-600Hz

·         قابلیت کنترل Speed/Position/Torque همانند یک سیستم سروو موتور

·         دارای PID داخلی و قابلیت AUTO TUNNING
قابلیت ارائه 150% گشتاور نامی در فرکانس 0Hz

·         دارای پورت RS-485 تحت پروتکل Modbus

·         دارای پورت CAN-BUS برای شبکه های صنعتی

·         رنج توان بالا تا 600 کیلو وات

·         پردازش داده با پروسسور 32 بیتی و دقت کنترلی بالا

·         قابلیت کنترل موتور های ( PMموتور های با روتور مغناطیس دائم)

·         دارای تنظیمات S-CURVE برای حرکت بهتر موتور

شرکت پارس اتوماسیون به عنوان نماینده رسمی دلتا در ایران راه حل های مناسبی جهت بهینه سازی انرژی ارائه می دهد.

امید است با ارائه راهکارهای مناسب و صنعتی ، خدمات پس از فروش و مشاوره فنی بتوانیم گام مهمی در پیشبرد صنعت کشور و خدمت به صنعتگران برداریم.