„Детално објаснување на составот и барањата на серво системот за машински центри“
I. Состав на серво систем за машински центри
Во современите машински центри, серво системот игра клучна улога. Тој е составен од серво кола, серво погонски уреди, механички механизми за пренос и компоненти за активирање.
Главната функција на серво системот е да ги прима командните сигнали за брзина на напојување и поместување издадени од нумеричкиот систем за управување. Прво, колото за серво погон ќе изврши одредена конверзија и засилување на моќноста на овие командни сигнали. Потоа, преку уреди за серво погон како што се чекорни мотори, еднонасочни серво мотори, наизменични серво мотори итн., и механизми за механичко пренесување, компонентите за активирање како што се работната маса на машинската алатка и главата на вретеното се движат за да се постигне работно напојување и брзо движење. Може да се каже дека кај машините за нумеричко управување, CNC уредот е како „мозок“ што издава команди, додека серво системот е извршен механизам, како „екстремитетите“ на машината за нумеричко управување, и може прецизно да ги извршува командите за движење од CNC уредот.
Во споредба со погонските системи на општите машински алати, серво системот на машинските центри има суштински разлики. Тој може прецизно да ја контролира брзината на движење и положбата на компонентите што се активираат според сигналите на командата и може да ја реализира траекторијата на движење синтетизирана од неколку компоненти што се активираат, движејќи се според одредени правила. Ова бара серво системот да има висок степен на точност, стабилност и способност за брз одговор.
Во современите машински центри, серво системот игра клучна улога. Тој е составен од серво кола, серво погонски уреди, механички механизми за пренос и компоненти за активирање.
Главната функција на серво системот е да ги прима командните сигнали за брзина на напојување и поместување издадени од нумеричкиот систем за управување. Прво, колото за серво погон ќе изврши одредена конверзија и засилување на моќноста на овие командни сигнали. Потоа, преку уреди за серво погон како што се чекорни мотори, еднонасочни серво мотори, наизменични серво мотори итн., и механизми за механичко пренесување, компонентите за активирање како што се работната маса на машинската алатка и главата на вретеното се движат за да се постигне работно напојување и брзо движење. Може да се каже дека кај машините за нумеричко управување, CNC уредот е како „мозок“ што издава команди, додека серво системот е извршен механизам, како „екстремитетите“ на машината за нумеричко управување, и може прецизно да ги извршува командите за движење од CNC уредот.
Во споредба со погонските системи на општите машински алати, серво системот на машинските центри има суштински разлики. Тој може прецизно да ја контролира брзината на движење и положбата на компонентите што се активираат според сигналите на командата и може да ја реализира траекторијата на движење синтетизирана од неколку компоненти што се активираат, движејќи се според одредени правила. Ова бара серво системот да има висок степен на точност, стабилност и способност за брз одговор.
II. Барања за серво системи
- Висока прецизност
Машините за нумеричко управување обработуваат автоматски според однапред одредена програма. Затоа, за да се обработуваат високопрецизни и висококвалитетни обработени парчиња, самиот серво систем мора да има висока прецизност. Општо земено, прецизноста треба да достигне микронско ниво. Ова е затоа што во современото производство, барањата за прецизност за обработените парчиња стануваат сè поголеми. Особено во области како што се воздухопловството, автомобилското производство и електронската опрема, дури и мала грешка може да доведе до сериозни последици.
За да се постигне високопрецизна контрола, серво системот треба да усвои напредни сензорски технологии како што се енкодери и решеткасти линијари за да ја следи положбата и брзината на компонентите што се активираат во реално време. Во исто време, уредот за серво погон треба да има и високопрецизен алгоритам за контрола за прецизно контролирање на брзината и вртежниот момент на моторот. Покрај тоа, прецизноста на механичкиот механизам за пренос, исто така, има важно влијание врз прецизноста на серво системот. Затоа, при дизајнирање и производство на машински центри, потребно е да се изберат високопрецизни компоненти за пренос, како што се топчести завртки и линеарни водилки, за да се обезбедат прецизните барања на серво системот. - Брз одговор
Брзиот одговор е еден од важните знаци за динамичкиот квалитет на серво системот. Потребно е серво системот да има мала грешка при следење по сигналот на командата и да има брз одговор и добра стабилност. Поточно, потребно е по даден влез, системот да може да ја достигне или врати оригиналната стабилна состојба за кратко време, генерално во рок од 200ms или дури десетици милисекунди.
Способноста за брз одговор има важно влијание врз ефикасноста на обработката и квалитетот на обработката во центрите за обработка. При обработка со голема брзина, времето на контакт помеѓу алатот и обработуваниот дел е многу кратко. Серво системот треба да може брзо да одговори на командниот сигнал и да ја прилагоди положбата и брзината на алатот за да обезбеди прецизност на обработката и квалитет на површината. Во исто време, при обработка на обработувани парчиња со сложени форми, серво системот треба да може брзо да реагира на промените на командните сигнали и да реализира контрола на повеќеосната поврзаност за да обезбеди точност и ефикасност на обработката.
За да се подобри способноста за брз одговор на серво системот, потребно е да се усвојат високо-перформансни серво погонски уреди и контролни алгоритми. На пример, користењето на AC серво мотори, кои имаат брза брзина на одговор, голем вртежен момент и широк опсег на регулирање на брзината, може да ги задоволи барањата за високо-брзинска обработка на машински центри. Во исто време, усвојувањето на напредни контролни алгоритми како што се PID контрола, фази контрола и невронска мрежна контрола може да ја подобри брзината на одговор и стабилноста на серво системот. - Голем опсег на регулирање на брзината
Поради различните алатки за сечење, материјалите на обработуваниот дел и барањата за обработка, за да се обезбеди дека машините со нумеричка контрола можат да ги добијат најдобрите услови за сечење под какви било околности, серво системот мора да има доволен опсег на регулирање на брзината. Може да ги задоволи и барањата за обработка со голема брзина и барањата за напојување со мала брзина.
При машинска обработка со голема брзина, серво системот треба да биде способен да обезбеди голема брзина и забрзување за да се подобри ефикасноста на обработката. Додека при напојување со мала брзина, серво системот треба да биде способен да обезбеди стабилен вртежен момент при мала брзина за да се обезбеди прецизност на обработката и квалитет на површината. Затоа, опсегот на регулирање на брзината на серво системот генерално треба да достигне неколку илјади или дури десетици илјади вртежи во минута.
За да се постигне голем опсег на регулирање на брзината, потребно е да се усвојат високо-перформансни серво погони и методи за регулирање на брзината. На пример, користењето на технологија за регулирање на брзината со променлива фреквенција на наизменична струја може да се постигне беспрекорна регулација на брзината на моторот, со широк опсег на регулирање на брзината, висока ефикасност и добра сигурност. Во исто време, усвојувањето на напредни алгоритми за контрола, како што се векторска контрола и директна контрола на вртежниот момент, може да ги подобри перформансите и ефикасноста на регулирањето на брзината на моторот. - Висока сигурност
Работната стапка на машините со нумеричко управување е многу висока и тие често работат континуирано 24 часа. Затоа, од нив се бара да работат сигурно. Сигурноста на системот често се базира на просечната вредност на должината на временските интервали помеѓу дефектите, односно на просечното време без дефект. Колку е подолго ова време, толку подобро.
За да се подобри сигурноста на серво системот, потребно е да се усвојат висококвалитетни компоненти и напредни производствени процеси. Во исто време, потребно е строго тестирање и контрола на квалитетот на серво системот за да се обезбеди негова стабилна и сигурна работа. Покрај тоа, потребно е да се усвојат редундантни технологии за дизајн и дијагностицирање на грешки за да се подобри толеранцијата на грешки и можностите за дијагностицирање на грешки на системот, така што тој може да се поправи навреме кога ќе се појави дефект и да се обезбеди нормално функционирање на машинскиот центар. - Голем вртежен момент при мала брзина
Машините со нумеричко управување често вршат интензивно сечење при мали брзини. Затоа, од серво системот за напојување се бара да има голем излезен вртежен момент при мали брзини за да ги задоволи барањата за обработка на сечење.
За време на интензивно сечење, силата на сечење помеѓу алатот и обработуваниот дел е многу голема. Серво системот треба да биде способен да обезбеди доволен вртежен момент за да ја надмине силата на сечење и да обезбеди непречен напредок на обработката. За да се постигне излез со висок вртежен момент при ниска брзина, треба да се усвојат високо-перформансни серво погонски уреди и мотори. На пример, употребата на синхрони мотори со перманентни магнети, кои имаат висока густина на вртежен момент, висока ефикасност и добра сигурност, може да ги задоволи барањата за висок вртежен момент на центрите за обработка при ниска брзина. Во исто време, усвојувањето на напредни алгоритми за контрола, како што е директната контрола на вртежниот момент, може да ја подобри способноста за излезен вртежен момент и ефикасноста на моторот.
Како заклучок, серво системот на машински центри е важен дел од машините со нумеричко управување. Неговите перформанси директно влијаат на прецизноста на обработката, ефикасноста и сигурноста на машински центри. Затоа, при дизајнирање и производство на машински центри, потребно е целосно да се земат предвид составот и барањата на серво системот, а потребно е да се изберат напредни технологии и опрема за да се подобрат перформансите и квалитетот на серво системот и да се задоволат потребите за развој на модерното производство.