ডেস্কটপ সিএনসি রাউটারের জন্য সার্ভো বনাম স্টেপার মোটর

ডেস্কটপ CNC রাউটারের জন্য সার্ভো বনাম স্টেপার মোটর
PFT, Shenzhen

সাধারণ শখের এবং হালকা-শিল্প কাটিং পরিস্থিতিতে ডেস্কটপ CNC রাউটারগুলিতে সার্ভো এবং স্টেপার মোটর সিস্টেমের কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্যগুলির তুলনা করা।
পদ্ধতি:দুটি অভিন্নভাবে কনফিগার করা ডেস্কটপ CNC রাউটার যথাক্রমে একটি ক্লোজড-লুপ সার্ভো কিট (2 kW, 3000 rpm, 12 Nm পিক টর্ক) এবং একটি NEMA 23 স্টেপার সিস্টেম (1.26 A, 0.9° স্টেপ অ্যাঙ্গেল) দিয়ে সজ্জিত করা হয়েছিল। ফিড-রেট প্রতিক্রিয়া, পজিশনিং নির্ভুলতা, টর্ক ধারাবাহিকতা এবং তাপীয় আচরণ লেজার ডিসপ্লেসমেন্ট সেন্সর (± 0.005 মিমি) এবং টর্ক ট্রান্সডিউসার (± 0.1 Nm) ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়েছিল। 6061-T6 অ্যালুমিনিয়াম এবং MDF-এর উপর পরীক্ষার কাটিং সাধারণ কাঠের কাজ এবং ধাতব কাজের কাজগুলি অনুকরণ করে। পুনরুৎপাদনযোগ্যতার জন্য কন্ট্রোল প্যারামিটার এবং তারের ডায়াগ্রাম সরবরাহ করা হয়েছে।
ফলাফল:সার্ভো সিস্টেমগুলি স্টেপারগুলির জন্য 0.08 মিমি বনাম 0.02 মিমি গড় পজিশনিং ত্রুটি অর্জন করেছে, উচ্চ ফিড হারে কম্পন বিস্তার 25% কম ছিল। লোডের অধীনে সার্ভোগুলির জন্য টর্ক 5% কমেছে যেখানে স্টেপারগুলির জন্য 20% কমেছে। এক ঘন্টা অপারেশনের পরে স্টেপার মোটরের তাপমাত্রা 30 ডিগ্রি সেলসিয়াস বৃদ্ধি পেয়েছে, যেখানে সার্ভোগুলির তাপমাত্রা 12 ডিগ্রি সেলসিয়াস বৃদ্ধি পেয়েছে।
উপসংহার:সার্ভো ড্রাইভগুলি উচ্চতর খরচ এবং জটিলতার সাথে উচ্চতর নির্ভুলতা, মসৃণ গতি এবং আরও ভাল তাপীয় কর্মক্ষমতা সরবরাহ করে। স্টেপার মোটরগুলি কম চাহিদার অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য খরচ-কার্যকর থাকে।

1 ভূমিকা

2025 সালে, ডেস্কটপ CNC রাউটারগুলি নির্মাতা, শিক্ষক এবং ছোট-ব্যাচ প্রস্তুতকারকদের জন্য সহজলভ্য হয়ে উঠেছে। মোটর নির্বাচন কাটিং গুণমান, চক্রের সময় এবং সিস্টেমের নির্ভরযোগ্যতাকে সমালোচনামূলকভাবে প্রভাবিত করে। স্টেপারগুলি সরলতা এবং কম অগ্রিম খরচ সরবরাহ করে, যখন সার্ভো সিস্টেমগুলি উচ্চ গতি, টর্ক ধারাবাহিকতা এবং ক্লোজড-লুপ নির্ভুলতার প্রতিশ্রুতি দেয়। ক্রয় সিদ্ধান্তগুলি গাইড করার জন্য সমতুল্য যান্ত্রিক অবস্থার অধীনে একটি উদ্দেশ্যমূলক তুলনা প্রয়োজন।

2 গবেষণা পদ্ধতি

2.1 পরীক্ষামূলক সেটআপ

• মেশিন বেস: 400 × 400 মিমি অ্যালুমিনিয়াম গ্যান্ট্রি রাউটার অভিন্ন বল-স্ক্রু অক্ষ সহ
• মোটর কনফিগারেশন:

                     A. সার্ভো: 2 kW ব্রাশলেস স্পিন্ডেল-মাউন্ট কিট, 3000 rpm, 12 Nm

                     B. স্টেপার: NEMA 23, 0.9° স্টেপ অ্যাঙ্গেল, 1.26 A/ফেজ

• কন্ট্রোল ইলেকট্রনিক্স: ম্যাচিং ড্রাইভার (সার্ভো ড্রাইভ এবং স্টেপার ড্রাইভার), একই CNC কন্ট্রোলার ফার্মওয়্যার (GRBL v1.2), সমতুল্য PID টিউনিং পদ্ধতি।
• পরিমাপের সরঞ্জাম: লেজার সেন্সর (রেজোলিউশন 0.005 মিমি), টর্ক ট্রান্সডিউসার (সঠিকতা 0.1 Nm), ইনফ্রারেড থার্মাল ক্যামেরা।

2.2 পুনরুৎপাদনযোগ্যতার বিবরণ

• তারের ডায়াগ্রাম এবং কন্ট্রোল প্যারামিটারগুলি পরিশিষ্ট A-তে সরবরাহ করা হয়েছে।
• টেস্ট G-কোড স্নিপেট (ফিড-রেট 500–3000 মিমি/মিনিট) পরিশিষ্ট B-তে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে।
• পরিবেশগত অবস্থা: 22 ± 1 ডিগ্রি সেলসিয়াস, 45% আর্দ্রতা।

3 ফলাফল এবং বিশ্লেষণ

3.1 পজিশনিং নির্ভুলতা

3.2 টর্ক ধারাবাহিকতা

5 Nm লোডের অধীনে টর্ক সার্ভোগুলির জন্য 5% এবং স্টেপারগুলির জন্য 20% কমেছে (চিত্র 2)। 1000 মিমি/মিনিট ত্বরণের উপরে স্টেপার পরীক্ষায় স্টেপ-লস ইভেন্ট ঘটেছে।

3.3 তাপীয় আচরণ

এক ঘন্টা অবিচ্ছিন্ন মিলিং করার পরে:

• স্টেপার উইন্ডিং তাপমাত্রা: 65 ডিগ্রি সেলসিয়াস (পরিবেষ্টিত 22 ডিগ্রি সেলসিয়াস)
• সার্ভো মোটরের তাপমাত্রা: 34 ডিগ্রি সেলসিয়াস

উচ্চ কারেন্ট ড্র স্টেপার কয়েলে বেশি তাপের দিকে পরিচালিত করে, যা তাপীয় শাটডাউনের ঝুঁকি বাড়ায়।

4 আলোচনা

4.1 পারফরম্যান্স ড্রাইভার

সার্ভো ক্লোজড-লুপ ফিডব্যাক মিস করা পদক্ষেপগুলি সংশোধন করে এবং লোডের অধীনে টর্ক বজায় রাখে, যার ফলে টাইটার টলারেন্স এবং মসৃণ গতি হয়। স্টেপার সরলতা খরচ কমায় কিন্তু গতিশীল কর্মক্ষমতা সীমিত করে এবং তাপ-সম্পর্কিত প্রবাহ প্রবর্তন করে।

4.2 সীমাবদ্ধতা

• শুধুমাত্র দুটি মোটর মডেল পরীক্ষা করা হয়েছিল; ফলাফল বিভিন্ন ব্র্যান্ড বা আকারের সাথে পরিবর্তিত হতে পারে।
• অবিচ্ছিন্ন অপারেশনের অধীনে দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা মূল্যায়ন করা হয়নি।

4.3 ব্যবহারিক প্রভাব

সার্ভো-সজ্জিত রাউটারগুলি নির্ভুল খোদাই, সূক্ষ্ম বিস্তারিত কাজ এবং অ্যালুমিনিয়াম মিলিংয়ের জন্য উপযুক্ত, যেখানে বাজেট সীমাবদ্ধতা বিদ্যমান সেখানে স্টেপার রাউটারগুলি কাঠের কাজ, প্লাস্টিক এবং শিক্ষাগত ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত থাকে।

5 উপসংহার

সার্ভো মোটরগুলি নির্ভুলতা, টর্ক স্থিতিশীলতা এবং তাপ ব্যবস্থাপনায় স্টেপারগুলিকে ছাড়িয়ে যায়, যা চাহিদাপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উচ্চ বিনিয়োগকে সমর্থন করে। স্টেপারগুলি কম-চাপের কাজের জন্য একটি সাশ্রয়ী পছন্দ হিসাবে অবিরত রয়েছে। ভবিষ্যতের তদন্তগুলিতে জীবন-চক্র পরীক্ষা এবং হাইব্রিড কন্ট্রোল স্কিমের প্রভাব অন্তর্ভুক্ত করা উচিত।