Quels types de moteurs sont utilisés sur les machines CNC ?
Les machines à commande numérique (CNC) contrôlent les outils d'usinage en convertissant des instructions en actions. Lorsque des codes alphanumériques sont saisis dans une machine CNC, le mouvement est déclenché. Les outils fixés à la machine incluent des découpeurs laser, des fraiseuses et des pointes de coupe. Le principe CNC est utilisé dans les machines depuis les années 1940, évoluant avec les avancées de la technologie informatique. Les machines CNC fonctionnent soit avec des moteurs pas à pas, soit avec des servomoteurs, chacun présentant ses propres avantages et inconvénients.
Moteurs pas à pas : avantages
Le terme « pas à pas » vient des étapes discrètes effectuées par le moteur à chaque impulsion de signal. Il est simple à utiliser, moins coûteux que les servomoteurs et offre une grande précision rapportée. Son couple à basse vitesse permet l'utilisation d'une réduction par poulies et courroies crantées, permettant d'entraîner plusieurs charges sans engrenages.
Moteurs pas à pas : inconvénients
Les moteurs pas à pas ont généralement un rendement inférieur aux servomoteurs. Ils sont aussi sujets à la résonance, et un mouvement fluide nécessite souvent du micro-pas. Les charges n'accélèrent pas rapidement en raison du faible rapport couple/inertie. Malgré le bruit et la surchauffe à haute performance, les moteurs pas à pas ont une puissance globale faible pour leur poids et leur taille.
Servomoteurs : avantages
Les servomoteurs utilisent une boucle de rétroaction fermée pour transmettre des informations à la machine CNC. Un moteur DC ou AC standard est connecté à un codeur équipé d'un capteur. Les servomoteurs offrent une grande précision et résolution grâce au codeur à capteur fixe. Le moteur est alimenté par l'amplificateur de servo, qui compte également les pas effectués. Son rapport couple/inertie élevé permet une accélération rapide des charges. Avec des charges légères, le rendement peut atteindre 90 %.
Servomoteurs : inconvénients
Les servomoteurs sont généralement plus coûteux que les moteurs pas à pas et plus complexes à utiliser. Comme la puissance de pointe ne se développe qu'à haute vitesse, et que le système de ventilation se contamine facilement, les servomoteurs sont plus sensibles aux dommages dus à la surchauffe et à la surcharge. Ils nécessitent aussi un entretien après que les balais atteignent leur durée de vie de 2 000 heures.