از اسپيندل چه ميدانيد ؟

اسپيندل يكي از قطعات اصلي در دستگاه هاي cnc ست. وجود اسپيندل در دستگاه هاي سی ان سی چوب ، طلا ، سنگ و دستگاه هايي كه عمليات حكاكي انجام ميدهند الزامي ست. اساس كار اسپيندل چرخاندن سريع ابزار است. چرخش قدرت براده برداري ايجاد ميكند و هرچقدر سريعتر باشد ، كيفيت براده برداري بيشتر است.

 دسته بندي انواع اسپيندل:

اسپيندل ها را با پارامترهاي مختلفي ميتوان دسته بندي كرد.

قدرت:

هر چه قدرت اسپيندل بيشتر باشد ، ابزار بزرگ تري را ميجرخاند و سطح بيشتري را براده برداري ميكند و نتيجتا سرعت ماشين كاري بيشتر است. همچنين قدرت بيشتر احتمال گير كردن ابزار در كار حين ماشين كاري را كاهش ميدهد و ميتوانيد عمق بيشتري را ماشين كاري كنيد.

البته قدرت تحمل ابزار هم بايد زياد باشد. البته قدرت زياد قيمت را هم افزايش ميدهد و معمولا در سرعت هاي بالا قدرت كم ميشود. براي سی ان سی چوب، قدرت 3 كيلو وات و بيشتر لازم است. براي اسپيندل دستگاه سی ان سی طلا قدرت 7.0 كيلووات و بيشتر كاربرد دارد. براي كار سنگ قدرت 5 كيلووات به بالا توصيه ميشود.

سرعت:

 اسپيندل سيستمي ست كه براي سرعت هاي بيش از07777 دور در دقيقه ساخته ميشود و با پيشرفت تكنولوژي به سمت سرعت هاي بيشتر پيش ميرود. سرعت اسپيندل پيش نياز سرعت پيشروي ماشين كاري ست. همچنين كيفيت سطح كار با سرعت بالا افزايش ميابد. معمولا در سرعت زياد، احتمال شكستن ابزار كم ميشود. 

در حال حاضر اسپيندل هاي تا سرعت 007777 دور در دقيقه هم توليد شده است كه در هر ثانيه 0777 دور ميزند. براي كار چوب سرعت خيلي زياد (بيش از 30777 ) چوب را ميسوزاند و رنگ سطح را تغيير ميدهد. در cncطلا ،سرعت و جلاي سطح ماشين كاري، رابطه مستقيم دارند و تا 07777 دور هم در ايران  استفاده ميشود. 

سيستم خنك كننده:

سرعت بالاي اسپيندل ، موجب داغ شدن قطعات چرخنده ميشود. گرم شدن موجب استهلاك ميشود و بايستي خنك گردد. در حال حاضر دو روش براي گرفتن گرماي اسپيندل وجود دارد. هواخنك و آب خنك سيستم هواخنك در روش هواخنك، بالاي شافت چرخنده ي اسپيندل يك فن قرار دارد و با چرخش اسپيندل ميچرخد. اسپيندل هواخنك معمولا مقطع مستطيلي دارد.

 اسپیندل موتور چیست؟

وجود اسپندل در دستگاه های سی ان سی (cnc ) چوب ، سنگ و دستگاه هایی که عملیات حکاکی و براده برداری انجام میدهند الزامیست . پس اسپيندل موتور يکي از اجزاي اصلي دستگاههاي سي ان سي مي باشد مبنا و اساس کار اسپندل چرخاندن سریع ابزار است .به طوری که دوران  آن به 24000 دور در دقیقه میرسد. چرخش ، قدرت براده برداری ایجاد میکند و هر چقدر سریعتر باشد کیفیت براده برداری بیشتر است .

اسپيندل موتور در خانواده موتورها در سري AC موتورها محسوب مي شود.موتور های AC پرسرعت یعنی (High speed ) هستند که به وسیله درایو های فرکانس بالا کنترل می شوند .

نکته :

جهت افزایش دور اسپیندل می توانید آن را به یک اینورتر وصل کنید. البته باید دقت کنید توان اینورتری که انتخاب می کنید با توان موتور اسپیندل شما هم خوانی داشته باشد. در انتخاب اسپیندل باید مواردی نظیر

• قدرت
• سرعت
• سیستم خنک کنندگی ( آب خنک یا هواخنک )  
• مدل ابزار گیری را مد نظر قرار دهید.

• قدرت موتور اسپیندل : هر چه قدرت بیشتر باشد احتمال درگیر کردن ابزار در حین ماشین کاری را کاهش میدهد و میتوان عمق بیشتری را ماشین کاری کرد البته قدرت زیاد هم قیمت را افزایش میدهد .شما میتوانید باتوجه به  متریال قطعه کار خود توان و قدرت اسپندل مورد نیاز خود را انتخاب کنید . و درباره این موضوع  که با سی ان سی خود چه کاری انجام خواهید داد از  سارندگان  و یا وارد کنندگان دستگاه مشاوره بگیرید. برای کار روی چوب توان 2.2  کیلووات به بالا مناسب است. برای کار روی سنگ توان 5.5 کیلوات به بالا پیشنهاد میشود.

• سرعت : سرعت اسپيندل پيش نياز سرعت پيشروي ماشين كاري ست. همچنين كيفيت سطح كار با سرعت بالا افزايش ميابد معمولا در سرعت زياد، احتمال شكستن ابزار كم ميشود.سرعت بره برداری نیز افزایش می یابد. در اسپيندل های با هواخنك  میشوند با افزايش سرعت ، صداي اسپيندل زياد ميشود به طوريكه صداي اسپيندل هواخنك 6000دور براي كارطولاني غيرقابل تحمل است. ولی در اسپندل موتور های آب خنک صدا آن بسیار کم است. براي كار چوب سرعت خيلي زياد (بيش از 36000) چوب را ميسوزاند و رنگ سطح را تغيير ميدهد. در cnc طلا ، سرعت و جلاي سطح ماشين كاري، رابطه مستقيم دارند و تا 60000 دور هم در ايران استفاده ميشود.  براي cnc چوب، سرعت بين 18000 تا 24000 دور در دقيقه پيشنهاد ميشود. براي اسپيندل دستگاه cnc طلا سرعت 24000 دور و بيشتر كاربرد دارد. براي كار سنگ سرعت 12000 تا 15000 دور توصيه ميشود. همانطور که در بالا به آن اشاره کردیم  براي كنترل سرعت اسپيندل از اينورتر استفاده ميگردد.

• ابزار گيری : وظيفه ي اصلي اسپيندل گرفتن و چرخاندن ابزار است. نحوه ي گرفتن ابزار معمولا از دو نوع استاندارد پيروي مي كند.

مورس : يك قلم بند مخروطي داخل قسمت مخروطي اسپيندل قرار گرفته و با فشار هوا فيكس ميشود. در اين روش تعويض ابزار سريع و راحت است و معمولا در اسپيندل هاي toolchang كه تعويض ابزار اتوماتيك است از استاندارد مورس استفاده مي گردد.

ER Collet :

قطعه اي كه اصطلاحا فشنگي ناميده ميشود و به شكل مخروطي ست ، داخل قسمت مخروطي سر اسپيندل قرار ميگيرد. با بسته شدن مهره ، فشنگي داخل رفته و علاوه بر فيكس و مركز كردن ابزار، در محل خود محكم ميشود. اسپندل موتور های موجود در بازار با ER  مختلف موجود است . اسپندل های هوا خنک با برند HSD با ER32 اسپندل هوا خنک با برند ARL با ER20 اسپندل های آب خنک با ER20 و ER25

• سيستم خنك كننده : سرعت بالاي اسپيندل ، موجب داغ شدن قطعات چرخنده ميشود. گرم شدن موجب استهلاك ميشود و بايستي خنك گردد.در حال حاضر دو روش براي گرفتن گرماي اسپيندل وجود دارد. هواخنك و آب خنك

1. سيستم هواخنك : در روش هواخنك، بالاي شافت چرخنده ي اسپيندل يك فن قرار دارد و با چرخش اسپيندل

          ميچرخد. چرخش فن بالاي اسپيندل ، هواي داخل محفظه را به چرخش در آورده و گرما را دفع ميكند. اسپيندل هواخنك معمولا مقطع مستطيلي  شكل  دارد.

2. سيستم اسپيندل آب خنك :اسپيندل هاي آب خنك مقطع دايره دارند و يك ورودي و يك خروجي آب دارند.

براي نصب بايد يك مخزن و پمپ آب داشته باشيد و حتي الامكان از سنسور حرارت آب استفاده نمائيد.

اسپیندل موتور چیست و بررسی عملکرد و ساختمان آن

در این قسمت می توانید تعاریف مختلفی از spindle motor را مشاهده کنید و همچنین برخی نکات مربوط به ساختمان این موتورها شرح داده شده است.

تعریف اول:
اسپیندل موتور یکی از اجزای اصلی دستگاههای سی ان سی می باشد که وظیفه آنها براده برداری می باشد . متاسفانه اطلاعات در خصوص اسپيندل موتور در ایران بسیار کم می باشد و از آن صرفا بعنوان یک قطعه مورد استفاده درCNC ها شناخته می شود. لازم می دانم در این خصوص کمی صحبت برای شما عزیزان داشته باشد .

اسپیندل موتور در خانواده موتورها در سریAC موتورها محسوب می شود . دقیقا مانند موتور کولری که در منزلتان دیده اید . تفاوتهایی که این دو موتور باهم دارند بیشتر در دوام عمر آنها در دور بالاست . فرکانس برق از جمله مهمترین عامل در سرعت دوران موتورهای های اسپید می باشد . اگر اسپیندل موتورها را به برق سه فاز شهر وصل نمایید همانند یک موتور عادی شروع به دوران می کند . دور آن حدود 2800 دور بر دقیقه می باشد. جهت افزایش فرکانس به یک اینورتر نیاز داریم . اینورتر را تهیه کنید و اسپیندل را به آن وصل نمایید. فرکانس 50 هرتز همان عکس العمل برق شهر را بر روی موتور ایجاد می کند . فرکانس را افزایش دهید . دور موتور افزایش پیدا می کند . اگر موتور توان دوران 24000 دور را داشته باشد با افزایش فرکانس به 400 هرتز به دور 24000 دور خواهید رسید . موتور کولر را هم اگر به اینورتر وصل نمایید و افزایش فرکانس دهید دور آن افزایش می یابد . بالا و بالاتر می رود و ناگهان می سوزد یا قفل می کند یا متلاشی می شود . می دانید چرا ؟

اسپیندل موتورها دارای چند خاصیت هستند که در موتورهای معمولی این موارد ایجاد نشده است . اولین مورد سنکرون بودن شفت روتور آنها می باشد . مثلا اگر اسپیندل موتور شما 24000 RPM باشد . در کارخانه سازنده شفت روتور را با دور 30000 دور بر دقیقه بالانس نموده اند تا جلوی لرزش شفت در دورهای بالا گرفته شود . یکی از مشکلات موتور معمولی در دورهای بالا همین است . مطلب بعدی بسیار مهم بلبرینگ های مورد استفاده در اسپیندل موتورها بالاخص بلبرینگهای ابتدای موتور می باشد . بلبرینگهای اسپیندل موتورها، های اسپید می باشد . در بعضی از موتورها که دارای کلاس بالاتری نیز می باشند از بلبرینگ های سرامیکی می باشد . بلبرینگهای دور بالا توان تحمل حرارتی بالا می باشند . سرامیکی بودن تغییرات انبساط و انقباض کم دارند و در دورهای بالا گریپاچ نمی کنند اما مشکلی که دارند قیمت بسیار بالای آن ها می باشد .
…………………………………………………………..
 تعریف دوم:
اسپیندل موتوری است در دستگاه CNC كه ابزار و مته روي آن بسته مي شود و با حركت دوار طرح مورد نظر را روي متريال ايجاد مي نمايد و به وسيله آب خنك مي شود و در توان هاي مختلف موجود مي باشد. اسپیندل قطعه حساس در دستگاه سی ان سی می باشد ، بنابر این ضمن مهم بودنقیمت اسپیندل کیفیت آن نیز بسیار مهم می باشد.
وجود اسپيندل در دستگاه هاي cnc چوب ، طلا ، سنگ و دستگاه هايي كه عمليات حكاكي انجام ميدهند الزامي ست. اساس كار اسپيندل ، چرخاندن سريع ابزار است. چرخش قدرت براده برداري ايجاد ميكند و هرچقدر سريعتر باشد ، كيفيت براده برداري بيشتر است.
…………………………………………………………..
 تعریف سوم:
اسپيندل موتور (Spindle Motor):
اسپيندل ها نوع خاصي از موتورهاي AC پرسرعت (High speed) هستند كه به وسيله درايوهاي فركانس بالا كنترل مي شوند و بيشتر در صنعتCNC سازي براي عمليات حكاكي ، برش و فرز مورد استفاده قرار مي گيرند .
اسپيندل ها به دو دسته اصلي (دستي و اتوماتيك) دسته بندي می شوند ، در نوع اتوماتيك عمليات تعويض ابزار به صورت خودكار انجام مي گيرد .
اين نوع موتورها از نظر نوع تهويه و خنك شوندگي به دو نوع هوا خنك (Air cooling) و آب خنك (Water cooling) تقسيم مي شوند ،كه در سيستم هاي آب خنك عمليات براده برداری بسيار روانتر و كم صدا تر صورت مي گيرد و بيشتر در اجسام سخت مانند سنگها و فلزات مورد استفاده قرار مي گيرند.ضمناً بلبرينگهاي مورد استفاده در اين موتورها از يك نوع خاص بوده تا توانايي تحمل دورهاي بالا را داشته باشند.
تفاوت این موتورها و موتورهای معمولی در چند چیز است . اولین و مهمترین آن بلبرینگ های ابتدا و انتهای موتور می باشد . این بلبرینگ ها باید دور بالا باشد و توان حرکت در دورهای 18000 دور بردقیقه و بالاتر را داشته باشند . جهت خنک کردن این موتورها از 3 روش استفاده می شود . در روش اول مانند موتورهای آسنکرون از پروانه در انتهای موتور استفاده شده و سیستم هوا خنک می باشد . اما از آنجائیکه دور موتور بسیار بالا می باشد پره های پروانه کوچک می باشد و به گونه ای طراحی شده که جریان هوای مورد نیاز خنک کردن از کنار موتور را تامین می کند .روش دوم نیز که آن هم سیستم هوا خنک می باشد از فشار باد بهره گیری شده است . به این صورت که باد ، با فشار به بلبرینگ های موتور برخورد می کند و آن را خنک می نماید .
در روش سوم جریان آب درون پوسته موتور گردش داشته و موجب خنک کردن پوسته موتور می شود .
وقتی به مکانیزم بسیا ساده اسپیندل موتور و قیمت بالای آن نگاه می اندازم واقعا حسرت می خورم و منتظر روزی هستم که بشنوم شرکتی در کشور خودمان اسپیندل موتور می لرزد . بدنه این موتورها آلومینیوم فورج شده به صورت پروفیل است . درپوش ابتدا و انتهای آن آلومینیوم دایکست شده است و روتور آن یک شفت سنگ خورده می باشد . بلبرینگ هایش از نوع دور بالاست که در بازار موجود است و خلاصه فقط توجیه اقتصادی می خواهد که باتوجه به گسترش تعداد CNC سازها و همچنین استفاده این موتورها در دیگر ماشین آلات به زودی این توجیه هم موجه خواهد شد.
این موتورها با تغییر فرکانس تغییر دور می دهند و برای این کار یک اینورتر مورد نیاز است . در صورتیکه فرکانس به 300 هرتز برسد ، یعنی 6 برابر فرکانس برق شهر ، دور موتور 6 برابر دور نامی موتور شده و خروجی 16000 دور بر دقیقه به دست می آید .

انواع اسپيندل هاي موجود در بازار

Arel ، HSD،HQD،NG Eastec ، Elte ، Protec ، MS ، Royal ، Jager ، Spindel ، Finley Electric ، GMN ، Philips ، Turmoil ، Siemens ، yaskawa ، Parker، Delta ، Maxon ، Panasonic …
انواع اسپیندل های آب در گردش (آب خنک)
♠ در توان های 1.5kw – 2.2kw – 3kw – 4kw – 5.5kw
♠ و با دورهای 24000 Rpm – 42000 Rpm – 6000 Rpm
♠ برای استفاده در CNC چوب – CNC فلز – CNC طلا