ATC กำลังมอเตอร์สปินเดิลและขนาดตัวเครื่อง

กำลังไฟที่มากขึ้นไม่ได้ดีเสมอไป ขนาดสปินเดิลที่ไม่เหมาะสมจะทำให้สิ้นเปลืองเงิน เกินขีดจำกัดทางกลของเครื่องจักร และอาจทำให้ระบบไฟฟ้าทำงานเกินพิกัด คู่มือการเลือกนี้ใช้สูตรแรงบิด — กำลัง (kW) × 9550 ÷ ความเร็ว (RPM) — เพื่อจับคู่กำลังสปินเดิลและเส้นผ่าศูนย์กลางตัวเครื่องกับวัสดุและกระบวนการจริงของคุณ

ดูแคตตาล็อกราคา · ใช้เมทริกซ์การเลือกกำลังไฟ · ขอใบเสนอราคาที่ตรงกับกำลังไฟ

ข้ามไปที่: แพลตฟอร์ม · สูตรแรงบิด · ความเหมาะสมของวัสดุ · แหล่งจ่ายไฟ · เมทริกซ์การเลือก

100 mm เทียบกับ 125 mm: สองแพลตฟอร์ม สองวัตถุประสงค์

เส้นผ่าศูนย์กลางตัวเครื่องไม่ใช่แค่ขนาด — มันกำหนดน้ำหนักของสปินเดิล ความจุแรงบิด ข้อกำหนดในการติดตั้ง และความต้องการทางไฟฟ้า เลือกแพลตฟอร์มก่อน จากนั้นเลือกระดับกำลังไฟภายในแพลตฟอร์มนั้น

ตัวเครื่อง 100 mm · 3.0-3.5 kW — แพลตฟอร์มขนาดกะทัดรัดความเร็วสูง

เครื่องกัด CNC ขนาดกลาง

แพลตฟอร์ม 100 mm เป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับเครื่องกัด CNC ขนาดกลาง มีความสมดุลของกำลัง น้ำหนัก และความเร็วสำหรับงานกัด ต๊าป และโปรไฟล์เบาส่วนใหญ่ ตัวเครื่องขนาดกะทัดรัดเหมาะกับเครื่องโครงสำหรับตั้งสิ่งของส่วนใหญ่โดยไม่ต้องเสริม Z-axis ด้วยกำลัง 3.0-3.5 kW และแรงบิด 4.0 Nm สามารถทำงานกับไม้ พลาสติก อะคริลิก และอลูมิเนียมเบาได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ 18,000-24,000 RPM น้ำหนักที่เบากว่า (10-15 กก.) ช่วยให้ Z-axis ตอบสนองได้ดีและลดข้อกำหนดของสเตปเปอร์/เซอร์โว

ตัวเครื่อง125 mm · 5.5-7.5 kW — แพลตฟอร์มแรงบิดสำหรับงานหนัก

เครื่องจักรการผลิต

แพลตฟอร์ม 125 mm ออกแบบมาสำหรับการตัดหนักต่อเนื่อง เส้นผ่านศูนย์กลางตัวเครื่องที่ใหญ่ขึ้นบรรจุมอเตอร์ที่ทรงพลังกว่าด้วยแรงบิด 5.6-7.6 Nm — เกือบสองเท่าของแพลตฟอร์ม 100 mm แรงบิดนี้ส่งที่ RPM ต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับหัวกัดขนาดใหญ่ การกัดหยาบแบบผ่านครั้งเดียวลึก งานเหล็กและเหล็กหล่อ และสภาพแวดล้อมการผลิตที่สปินเดิลทำงานต่อเนื่องเป็นเวลาหลายชั่วโมง ข้อเสียคือน้ำหนัก (25-30 กก.) — Z-axis ต้องมีกำลังรับน้ำหนักและความสามารถในการเบรกที่เพียงพอ และโครงเครื่องต้องแข็งพอที่จะควบคุมมวลที่เพิ่มขึ้นระหว่างการเร่งความเร็ว

สูตรแรงบิด: ทำไมกำลังเพียงอย่างเดียวไม่บอกเรื่องทั้งหมด

สปินเดิลสองตัวสามารถมีพิกัดกำลังเท่ากันแต่ทำงานแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงที่ความเร็วตัดของคุณ สูตรแรงบิดอธิบายว่าทำไม

การคำนวณแรงบิด: T(Nm) = P(kW) × 9550 ÷ N(RPM)

แรงบิดแปรผกผันกับความเร็ว สปินเดิล 3.5 kW ให้แรงบิด 2.8 Nm ที่ 12,000 RPM — แต่ให้เพียง 1.4 Nm ที่ 24,000 RPM สปินเดิล 7.5 kW ที่ 6,000 RPM ต่ำให้แรงบิด 12.0 Nm กำลังที่สูงขึ้นมีความสำคัญมากที่สุดที่ความเร็วต่ำ

ให้ใช้สูตรเป็นค่าประมาณ ไม่ใช่เป็นพิกัดผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย การคำนวณแสดงแรงบิดตามทฤษฎีสำหรับจุดกำลังและความเร็ว แรงบิดที่กำหนดในหน้าผลิตภัณฑ์อิงจากข้อมูลผู้ผลิตและสภาวะการทำงานที่กำหนด ดังนั้นการคำนวณย้อนกลับด้วยสูตรง่ายอาจแตกต่างกัน การจับคู่สปินเดิลขั้นสุดท้ายควรพิจารณาข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ โหลดจริง ช่วงความเร็วที่ใช้งานได้ การตั้งค่า VFD และการยืนยันทางวิศวกรรม

วัสดุและกระบวนการใดที่ต้องการสปินเดิลแบบใด?

จับคู่กำลังสปินเดิลให้สอดคล้องกับความต้านทานการตัดของวัสดุและเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือทั่วไปของคุณ การระบุเกินไปทำให้เสียเงิน; การระบุต่ำไปทำให้ชิ้นส่วนเสียหาย.

ไม้อัด / MDF / แผ่นชิ้นไม้อัด

กระบวนการ: การเจาะรัง cabinet, ชิ้นส่วนเฟอร์นิเจอร์, การกัดไม้ทั่วไป คำแนะนำ: 100 mm · 3.0-3.5 kW

การตัดไม้ที่ 18,000-24,000 RPM ด้วยดอกกัดแบบ compression หรือ spiral ต้องการความเร็ว ไม่ใช่แรงบิด สปินเดิล 100 mm ที่ 3.5 kW จัดการกับการตัดแบบ single-pass ที่ 12 mm ในไม้อัดโดยไม่ต้องออกแรง แพลตฟอร์ม 125 mm เพิ่มน้ำหนักและต้นทุนโดยไม่มีประโยชน์ในทางปฏิบัติสำหรับวัสดุเหล่านี้

ไม้เนื้อแข็ง / ไม้จริง

กระบวนการ: การหยาบลึก, ลูกบันได, ชิ้นส่วนเฟอร์นิเจอร์ขนาดใหญ่ คำแนะนำ: 100 mm · 3.5 kW สำหรับงานทั่วไป; 125 mm · 5.5 kW สำหรับงานผลิต

สปินเดิล 3.5 kW / 100 mm จัดการงานไม้เนื้อแข็งส่วนใหญ่ อัปเกรดเป็น 125 mm / 5.5 kW เฉพาะเมื่อต้องทำงานหยาบลึกแบบ single-pass ด้วยดอกกัดเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 mm+ ในการผลิตต่อเนื่อง — ซึ่งแรงบิดที่เพิ่มขึ้น 1.6 Nm จะป้องกัน RPM หย่อนเมื่อรับน้ำหนัก

แผ่นอลูมิเนียมและโปรไฟล์

กระบวนการ: การขึ้นรูป, การเจาะช่อง, การกัดหน้า, การเจาะ คำแนะนำ: 100 mm · 3.5 kW สำหรับงานเบา; 125 mm · 5.5 kW สำหรับงานหนัก

งานอลูมิเนียมเบา (แผ่นบาง, ดอกกัดเล็ก, รอบการทำงานไม่ต่อเนื่อง) ใช้สปินเดิล 100 mm / 3.5 kW เมื่อเปลี่ยนมาใช้แผ่นหนา, เครื่องมือเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่, หรือปริมาณการผลิตจำนวนมาก แพลตฟอร์ม 125 mm ที่มี 5.6 Nm ของแรงบิดที่ RPM ต่ำกว่าป้องกันการสั่นและการแตกหักของเครื่องมือระหว่างการทำงานหนัก

เหล็ก / เหล็กหล่อ

กระบวนการ: การกัดหน้า, การเจาะ, การคว้าน, การขึ้นรูปเบา คำแนะนำ: 125 mm · 5.5-7.5 kW ขั้นต่ำ

การตัดเหล็กต้องการแรงบิดสูงที่ RPM ต่ำ (3,000-8,000 RPM) ที่ 6,000 RPM สปินเดิล 3.5 kW / 100 mm ให้แรงบิดเพียง 5.6 Nm — ต่ำกว่าเกณฑ์สำหรับการตัดเหล็กที่มีประสิทธิภาพ สปินเดิล 5.5 kW / 125 mm ให้ 8.8 Nm ที่ความเร็วเท่ากัน สำหรับงานเหล็กหรือเหล็กหล่อใดๆ แพลตฟอร์ม 125 mm คือจุดเริ่มต้น

อะคริลิก / HPL / คอมโพสิต

กระบวนการ: การทำป้าย, การผลิตจอแสดงผล, การกัดทางอุตสาหกรรม คำแนะนำ: 100 mm · 3.0-3.5 kW

วัสดุเหล่านี้ตัดเฉือนได้ดีที่สุดที่ RPM สูงพร้อมเครื่องมือที่คม แรงตัดต่ำ สปินเดิล 100 mm ที่ 24,000 RPM ด้วยดอกกัดแบบ single-flute หรือ O-flute ให้ขอบสะอาดไม่ละลาย แพลตฟอร์ม 125 mm ไม่จำเป็น — น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นอาจลดความตอบสนองของแกน Z สำหรับงานที่มีรายละเอียดละเอียด

แม่พิมพ์และดาย (เหล็กกล้าเครื่องมือ / ชุบแข็ง)

กระบวนการ: การทำผิว 3D, การตกแต่งละเอียด, รอบเวลานาน คำแนะนำ: 125 mm · 7.5 kW พร้อม HSK40E

การตัดเฉือนแม่พิมพ์ประกอบด้วยรอบการทำงานต่อเนื่องยาวนาน ข้อกำหนดความแม่นยำสูง และวัสดุที่แข็ง แพลตฟอร์ม 125 mm / 7.5 kW ให้พื้นที่ระบายความร้อนและเสถียรภาพแรงบิดเพื่อรักษาความแม่นยำระดับไมครอนตลอดรอบการทำงาน 8+ ชั่วโมง จับคู่กับระบบจับยึดเครื่องมือ HSK40E เพื่อผิวสำเร็จที่ดีที่สุดบนเหล็กกล้าเครื่องมือชุบแข็ง

แหล่งจ่ายไฟของคุณกำหนดขีดจำกัดของสปินเดิล

นี่เป็นข้อจำกัดทางกายภาพที่เข้มงวด — ไม่ใช่ความชอบ วงจรเรียงกระแสอินพุตของ VFD ไม่สามารถหลีกเลี่ยงกฎของวิศวกรรมไฟฟ้าได้

220V เฟสเดียว (ที่อยู่อาศัย / โรงงานขนาดเล็ก)

ขีดจำกัด: สปินเดิล 3.5 kW สูงสุด

สปินเดิล 3.5 kW ดึงกระแสประมาณ 16-18A ที่ 220V เฟสเดียว — อยู่ที่ขีดจำกัดในทางปฏิบัติของวงจร 20A มาตรฐาน สปินเดิล 5.5 kW จะดึงกระแส 25-30A ซึ่งเกินกว่าเบรกเกอร์ในบ้านส่วนใหญ่ และต้องใช้วงจรกระแสสูงโดยเฉพาะ ที่สำคัญกว่านั้น บริดจ์เรียงกระแสอินพุตของ VFD จะแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรง: บนอินพุตเฟสเดียว ไดโอดเรียงกระแสจะรับกระแสเต็มที่ ที่ 5.5 kW เฟสเดียว กระแสอินพุตอาจเกิน 30A ทำให้เรียงกระแสโอเวอร์โหลดและล้มเหลว — มักเกิดความเสียหายรุนแรง มีการเกิดอาร์กและเสี่ยงไฟไหม้

สรุป: เหมาะสำหรับ 3.0-3.5 kW ห้ามพยายามใช้ 5.5 kW หรือสูงกว่าบนเฟสเดียว

380V สามเฟส (โรงงานอุตสาหกรรม)

ขีดจำกัด: ระดับกำลังใดๆ สูงสุด 7.5 kW

กำลังไฟสามเฟสกระจายกระแสผ่านตัวนำสามเส้น ลดกระแสต่อเฟสด้วยปัจจัย √3 (ประมาณ 1.73×) สปินเดิล 7.5 kW ที่ 380V สามเฟส ดึงกระแสประมาณ 14A ต่อเฟส — อยู่ภายในพิกัดวงจรอุตสาหกรรมมาตรฐาน วงจรเรียงกระแสอินพุตของ VFD ทำงานด้วยการเรียงกระแสสามเฟส กระจายโหลดผ่านไดโอดหกตัวแทนสี่ตัว มีกระแสริปเปิลต่ำกว่าและความน่าเชื่อถือสูงกว่า การกำหนดค่าสปินเดิล 5.5 kW และ 7.5 kW ของเราต้องการอินพุต 380V สามเฟส

สรุป: จำเป็นสำหรับ 5.5-7.5 kW ใช้ได้กับทุกระดับกำลัง

เมทริกซ์การเลือกสปินเดิลตามการใช้งาน

ค้นหาสถานการณ์ของคุณในคอลัมน์ซ้าย คอลัมน์ขวาให้กำลังไฟ ขนาดตัว และแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่แนะนำ

สามกฎที่ป้องกันความผิดพลาดที่มีค่าใช้จ่ายสูง

คำเตือนเหล่านี้กล่าวถึงข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดที่ผู้ซื้อทำเมื่อเลือกกำลังและขนาดของสปินเดิล

คำเตือน: อย่าใช้สปินเดิล 5.5 kW+ กับ 220V เฟสเดียว

VFD สามารถรับอินพุตเฟสเดียวและผลิตเอาต์พุตสามเฟส — แต่สะพานเรกติไฟเออร์อินพุตยังคงรับกระแสเฟสเดียวเต็ม ที่ 5.5 kW บน 220V เฟสเดียว กระแสอินพุตเกิน 30A ไดโอดเรกติไฟเออร์ — โดยทั่วไปพิกัด 25-30A ใน VFD มาตรฐาน — จะร้อนเกินไปและล้มเหลว มักเกิดอาร์กที่ทำลาย VFD และสร้างอันตรายจากไฟไหม้ หากโรงงานของคุณมีเพียงไฟเฟสเดียว ขีดจำกัดสปินเดิลของคุณคือ 3.5 kW อย่าหลงกลโดยสปินเดิลกำลังสูงที่มี VFD “รองรับเฟสเดียว” — คณิตศาสตร์เรกติไฟเออร์ไม่เปลี่ยนแปลง

ข้อควรระวัง: ตรวจสอบน้ำหนักบรรทุกแกน Z และระบบเบรกก่อนอัปเกรดเป็น 125 mm

สปินเดิล 125 mm หนัก 25-30 กก. — เกือบสองเท่าของสปินเดิล 100 mm ที่ 10-15 กก. หากแกน Z ของคุณใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์โดยไม่มีเบรกแม่เหล็กไฟฟ้า สปินเดิล WILL ตกลงเมื่อตัดไฟ แม้จะมีเบรก มวลที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มความเฉื่อยระหว่างการเร่งและลดความเร็ว ซึ่งอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดตำแหน่ง การสูญเสียสเต็ป หรือข้อผิดพลาดการติดตามเซอร์โว ตรวจสอบการเลือกขนาดไดรฟ์แกน Z ของคุณกับสปินเดิลที่หนักกว่าก่อนซื้อ

ข้อควรระวัง: 100 mm และ 125 mm ใช้แคลมป์ยึดต่างกัน

การอัปเกรดจากสปินเดิล100 mm เป็น125 mm จำเป็นต้องเปลี่ยนแคลมป์ยึดสปินเดิล ซึ่งโดยทั่วไปต้องปรับเปลี่ยนหรือเปลี่ยนแผ่นยึดแกน Z ด้วย รูปแบบสลักเกลียว ความสูงของแคลมป์ และช่องว่างโดยรวมต่างกัน ควรจัดงบประมาณสำหรับแคลมป์ การดัดแปลงแผ่น Z และเวลาในการจัดตำแหน่งใหม่เมื่อวางแผนอัปเกรดแพลตฟอร์ม

คำถามที่พบบ่อย

ฉันจะคำนวณแรงบิดที่ต้องการสำหรับการใช้งานของฉันได้อย่างไร

เริ่มต้นด้วยสูตร: แรงบิด (Nm) = กำลัง (kW) × 9550 / ความเร็ว (RPM) ใช้เป็นค่าประมาณในการเลือกสำหรับแรงบิดเพลาตามทฤษฎีที่กำลังและความเร็วที่กำหนด ไม่ใช่ใช้แทนข้อมูลแรงบิดที่ระบุของผลิตภัณฑ์ ค่าแรงบิดในหน้ารายละเอียดผลิตภัณฑ์มาจากข้อมูลของผู้ผลิตและสภาวะการทำงานที่กำหนด ดังนั้นอาจไม่ตรงกับการคำนวณย้อนกลับอย่างง่าย กำหนดความเร็วตัด (RPM) จากคำแนะนำของผู้ผลิตเครื่องมือสำหรับวัสดุและเส้นผ่านศูนย์กลางของดอกกัดของคุณ จากนั้นคำนวณแรงบิดที่ต้องใช้ในการตัดวัสดุตามอัตราป้อนและความลึกตัดที่ต้องการ ตามกฎทั่วไป: การกัดไม้ที่ 18,000 RPM ต้องการ 1.5-2.5 Nm; การทำโปรไฟล์อะลูมิเนียมต้องการ 3-5 Nm ที่ 12,000-18,000 RPM; การตัดเหล็กที่ 4,000-8,000 RPM ต้องการ 6-10+ Nm หากแรงบิดที่คำนวณได้เกินแรงบิดที่กำหนดของสปินเดิล ให้เพิ่มระดับกำลังและยืนยันความสอดคล้องกับข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ โหลด ช่วงความเร็ว และการตรวจสอบทางวิศวกรรม

สปินเดิลกำลังสูงกว่าดีกว่าเสมอหรือไม่

ไม่ กำลังที่สูงขึ้นหมายถึงสปินเดิลที่มีขนาดใหญ่และหนักกว่า ซึ่งอาจไม่พอดีกับเครื่องจักรของคุณ แกน Z ต้องรับน้ำหนัก โครงเครื่องต้องแข็งพอที่จะควบคุม และระบบไฟฟ้าต้องรองรับ สปินเดิล 7.5 kW บนเครื่อง CNC แบบโครงเบาที่ออกแบบมาสำหรับ 3.0 kW จะทำให้เกิดการโก่งตัว การสั่นสะเทือน และผิวงานไม่ดี จับคู่สปินเดิลกับความสามารถทางกลของเครื่องจักร ไม่ใช่แค่ตัวเลขกำลัง

ฉันสามารถใช้สปินเดิล 5.5 kW แต่จำกัด VFD ให้มีกำลังต่ำลงได้หรือไม่

คุณสามารถตั้งโปรแกรม VFD เพื่อจำกัดกระแสขาออก ซึ่งจะจำกัดกำลังของสปินเดิลได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ไม่สามารถแก้ปัญหาอินพุตเฟสเดียว — วงจรเรียงกระแสอินพุตของ VFD ยังคงเห็นความต้องการกระแสอินพุตเต็มที่ระหว่างการเร่งความเร็วและภาวะชั่วครู่ของโหลดหนัก หากคุณมีไฟฟ้าเฟสเดียว ให้ซื้อสปินเดิล 3.5 kW และใช้งานที่กำลังพิกัด การลดพิกัดของสปินเดิล 5.5 kW จะทำให้หนักขึ้น แพงขึ้น และเสี่ยงต่อความล้มเหลวของ VFD โดยไม่มีประโยชน์ด้านประสิทธิภาพ

ช่วงความเร็วเชิงปฏิบัติสำหรับวัสดุต่างๆ คืออะไร?

ไม้และพลาสติก: 18,000-24,000 RPM ด้วยเครื่องมือคาร์ไบด์คม อะลูมิเนียม: 12,000-18,000 RPM — ความเร็วที่สูงกว่าเสี่ยงต่อการหลอมละลาย ใช้ละอองน้ำหล่อเย็นหรือเป่าลม ทองเหลือง: 8,000-15,000 RPM ด้วยเครื่องมือคม เหล็ก: 3,000-8,000 RPM — นี่คือช่วงวิกฤตที่ข้อได้เปรียบด้านแรงบิดของแพลตฟอร์ม 125 mm ชัดเจนที่สุด เหล็กหล่อ: 2,000-6,000 RPM ด้วยเกรดคาร์ไบด์ที่เหมาะสม ต่ำกว่า 3,000 RPM ให้ยืนยันว่า VFD ของคุณสามารถรักษาเอาต์พุตที่เสถียรโดยไม่ทำให้มอเตอร์ร้อนเกินไปที่ความถี่ต่ำ

ฉันจำเป็นต้องใช้ตลับลูกปืนเซรามิกที่ระดับกำลังที่สูงขึ้นหรือไม่?

สปินเดิลรุ่น A, B และ C ทั้งหมดตั้งแต่ 3.0 kW ถึง 7.5 kW ใช้ตลับลูกปืนเซรามิกแบบไฮบริด ข้อมูลจำเพาะของตลับลูกปืนขึ้นอยู่กับความเร็ว ไม่ใช่กำลัง — ต้องใช้ตลับลูกปืนเซรามิกเมื่อสูงกว่า 12,000 RPM โดยไม่คำนึงถึงระดับกำลัง รุ่นพื้นฐาน (ตลับลูกปืนเหล็ก, 12,000 RPM, 3.2 kW) เป็นข้อยกเว้น หากคุณต้องการมากกว่า 3.2 kW คุณจะอยู่ในช่วงตลับลูกปืนเซรามิกโดยอัตโนมัติ

ขอใบเสนอราคาสำหรับระดับกำลังที่เหมาะสมกับเครื่องจักรและโหลดการผลิตของคุณ

ใช้ข้อมูลจำเพาะของเครื่องจักร วัสดุทั่วไป และรายละเอียดแหล่งจ่ายไฟฟ้าของคุณ เพื่อขอใบเสนอราคาสำหรับระดับกำลังและขนาดตัวเครื่องที่ถูกต้อง เพื่อให้สปินเดิลพอดีทั้งทางกลและทางไฟฟ้า

ขอใบเสนอราคาที่ตรงกับกำลังไฟ · เรียกดูรุ่นตามช่วงกำลัง

ดูเพิ่มเติม: ATC คู่มือการเลือกสปินเดิล · รุ่น A เทียบกับรุ่น B