Фундаментальное различие между сервошпинделями и шпинделями с регулируемой частотой заключается в их логике управления.: Шпиндели с переменной частотой в первую очередь предназначены для регулирования скорости, обеспечивая плавное изменение скорости., в то время как сервошпиндели обеспечивают точный контроль скорости и положения, отличается превосходным динамическим откликом и точностью позиционирования.

Подробная разбивка по четырем измерениям: принципы управления, низкая скорость работы, основные функции, а также стоимость и сценарии применения — представлены ниже.:
1. Принципы управления и аппаратное обеспечение
Их существенные различия проистекают из различных аппаратных средств привода и схем управления..
Шпиндель переменной частоты (Аналоговый шпиндель)
Аппаратное обеспечение: Преобразователь частоты + стандартный трехфазный асинхронный двигатель
Режим управления: Разомкнутый или базовый замкнутый контур управления (Управление V/F или векторное управление). Система ЧПУ передает аналоговые сигналы напряжения. (0~10 В, например) к преобразователю частоты для регулировки скорости вращения, однако положение ротора в реальном времени не может быть точно определено.
Сервошпиндель (Цифровой шпиндель)
Аппаратное обеспечение: Сервопривод + серводвигатель (оснащен встроенным высокоточным энкодером)
Режим управления: Полное векторное управление с обратной связью. Привод обменивается данными с системой ЧПУ посредством высокоскоростных цифровых последовательных сигналов.. Встроенный энкодер двигателя возвращает данные о положении и скорости в реальном времени., формирование высокоточного замкнутого контура управления.

Разрыв в производительности между этими двумя типами при практической обработке в основном проявляется в двух основных показателях.: Низкоскоростной выходной крутящий момент и скорость динамического отклика. Подробное сравнение производительности на низких скоростях., динамический отклик, позиционирование шпинделя и упор ориентации представлены следующим образом:
Низкоскоростная производительность
Шпиндели с регулируемой частотой обеспечивают плохую производительность на низких скоростях.. Их выходной крутящий момент значительно падает на низких частотах., что делает их неспособными резать большие нагрузки. Если для обработки требуется высокий крутящий момент при низких скоростях вращения, необходимо установить дополнительный понижающий редуктор с механическим переключением передач для компенсации недостаточного крутящего момента.
Сервошпиндели отличаются превосходными характеристиками на низких скоростях и присущими им высокими характеристиками крутящего момента на низких скоростях.. Они могут стабильно выдавать номинальный крутящий момент даже при сверхнизкой скорости вращения. 1 R/мин. Резку с постоянной мощностью можно осуществлять во всем диапазоне скоростей без каких-либо механических механизмов переключения передач..
Динамический отклик
Шпиндели с регулируемой частотой демонстрируют посредственный динамический отклик.. Их двигатели требуют более длительного времени разгона и торможения., что приводит к медленному и вялому запуску и остановке шпинделя..
Сервошпиндели отличаются выдающейся динамической реакцией и чрезвычайно короткими циклами ускорения и замедления.. Их реакция контура скорости достигает микросекундного уровня. 250 мкс. Шпиндель запускается и мгновенно останавливается., радикальное сокращение времени вспомогательной обработки и повышение общей эффективности обработки станка.
Остановка позиционирования и ориентации шпинделя
Шпиндели с регулируемой частотой не имеют возможности точного позиционирования или имеют очень низкую точность позиционирования.. Стандартные системы переменной частоты не могут обеспечить точное управление положением.. Для реализации остановки ориентации шпинделя для автоматической смены инструмента и процессов жесткого нарезания резьбы., дополнительные энкодеры должны быть установлены вместе с индивидуальными логическими программами ПЛК.. Даже после таких доработок, точность позиционирования остается ограниченной, создавая риск столкновения инструмента во время обработки.
Высокоточное позиционирование и остановка ориентации входят в стандартную комплектацию сервошпинделей., со специальной внутренней логикой управления для остановки ориентации. Использование замкнутого контура управления положением внутри сервопривода, шпиндель может выполнять высокоточное позиционирование с фиксированной точкой, обеспечение стабильной и надежной работы автоматической смены инструмента и жесткого нарезания резьбы.

3. Практическое применение и стоимость
Шпиндель переменной частоты
Он отличается низкой стоимостью и простой конструкцией., соответствие основным требованиям регулировки скорости большинства стандартных токарных и фрезерных станков. Однако, отсутствие возможности позиционирования, он не соответствует требованиям сложных обрабатывающих центров, требующих жесткого нарезания резьбы и автоматической смены инструмента..
Сервошпиндель
Он обеспечивает превосходную производительность по более высокой цене., и подходит для многофункциональных обрабатывающих центров, высокоточные токарные центры, гравировальные и фрезерные станки, и другое оборудование. Он является оптимальным решением для процессов точной обработки, таких как развертывание., скучный, и нарезание резьбы.
Краткое содержание
Шпиндели с регулируемой частотой служат экономичным вариантом для оборудования, предназначенного для черновой обработки с низкими требованиями к точности позиционирования и ограниченным бюджетом..
Сервошпиндели обеспечивают превосходную эффективность и точность обработки при сложных процессах обработки, требующих жесткого нарезания резьбы., высокоточное позиционирование, и быстрое ускорение/замедление.