"Detalizēts servo sistēmas sastāva un prasību skaidrojums apstrādes centriem"
I. Apstrādes centru servo sistēmas sastāvs
Mūsdienu apstrādes centros servo sistēmai ir izšķiroša nozīme. Tā sastāv no servo ķēdēm, servo piedziņas ierīcēm, mehāniskiem transmisijas mehānismiem un izpildmehānismiem.
Servosistēmas galvenā funkcija ir saņemt padeves ātruma un pārvietojuma komandu signālus, ko izdod ciparu vadības sistēma. Vispirms servopiedziņas ķēde veiks noteiktu pārveidošanu un jaudas pastiprināšanu šiem komandu signāliem. Pēc tam, izmantojot servopiedziņas ierīces, piemēram, soļu motorus, līdzstrāvas servomotorus, maiņstrāvas servomotorus utt., un mehāniskās transmisijas mehānismus, tiek darbināti izpildmehānismi, piemēram, darbgalda darbagalds un vārpstas balsts, lai panāktu darba padevi un ātru kustību. Var teikt, ka ciparu vadības mašīnās CNC ierīce ir kā "smadzenes", kas izdod komandas, savukārt servosistēma ir izpildmehānisms, līdzīgi ciparu vadības mašīnas "ekstremitātes", kas var precīzi izpildīt CNC ierīces kustības komandas.
Salīdzinot ar vispārējo darbgaldu piedziņas sistēmām, apstrādes centru servo sistēmai ir būtiskas atšķirības. Tā var precīzi kontrolēt izpildmehānismu kustības ātrumu un pozīciju atbilstoši komandu signāliem, kā arī var realizēt kustības trajektoriju, ko sintezē vairāki izpildmehānismu komponenti, kas pārvietojas saskaņā ar noteiktiem noteikumiem. Tas prasa, lai servo sistēmai būtu augsta precizitātes, stabilitātes un ātras reaģēšanas spējas pakāpe.
Mūsdienu apstrādes centros servo sistēmai ir izšķiroša nozīme. Tā sastāv no servo ķēdēm, servo piedziņas ierīcēm, mehāniskiem transmisijas mehānismiem un izpildmehānismiem.
Servosistēmas galvenā funkcija ir saņemt padeves ātruma un pārvietojuma komandu signālus, ko izdod ciparu vadības sistēma. Vispirms servopiedziņas ķēde veiks noteiktu pārveidošanu un jaudas pastiprināšanu šiem komandu signāliem. Pēc tam, izmantojot servopiedziņas ierīces, piemēram, soļu motorus, līdzstrāvas servomotorus, maiņstrāvas servomotorus utt., un mehāniskās transmisijas mehānismus, tiek darbināti izpildmehānismi, piemēram, darbgalda darbagalds un vārpstas balsts, lai panāktu darba padevi un ātru kustību. Var teikt, ka ciparu vadības mašīnās CNC ierīce ir kā "smadzenes", kas izdod komandas, savukārt servosistēma ir izpildmehānisms, līdzīgi ciparu vadības mašīnas "ekstremitātes", kas var precīzi izpildīt CNC ierīces kustības komandas.
Salīdzinot ar vispārējo darbgaldu piedziņas sistēmām, apstrādes centru servo sistēmai ir būtiskas atšķirības. Tā var precīzi kontrolēt izpildmehānismu kustības ātrumu un pozīciju atbilstoši komandu signāliem, kā arī var realizēt kustības trajektoriju, ko sintezē vairāki izpildmehānismu komponenti, kas pārvietojas saskaņā ar noteiktiem noteikumiem. Tas prasa, lai servo sistēmai būtu augsta precizitātes, stabilitātes un ātras reaģēšanas spējas pakāpe.
II. Prasības servo sistēmām
- Augsta precizitāte
Skaitliskās vadības iekārtas apstrādā automātiski saskaņā ar iepriekš noteiktu programmu. Tāpēc, lai apstrādātu augstas precizitātes un kvalitātes sagataves, pašai servo sistēmai ir jābūt ar augstu precizitāti. Vispārīgi runājot, precizitātei jāsasniedz mikronu līmenis. Tas ir tāpēc, ka mūsdienu ražošanā sagatavju precizitātes prasības kļūst arvien augstākas. Īpaši tādās jomās kā kosmosa, automobiļu ražošana un elektronisko iekārtu ražošana, pat neliela kļūda var izraisīt nopietnas sekas.
Lai panāktu augstas precizitātes vadību, servosistēmai ir jāizmanto uzlabotas sensoru tehnoloģijas, piemēram, kodētāji un režģveida lineāli, lai reāllaikā uzraudzītu izpildelementu pozīciju un ātrumu. Vienlaikus servopiedziņas ierīcei ir nepieciešams arī augstas precizitātes vadības algoritms, lai precīzi kontrolētu motora ātrumu un griezes momentu. Turklāt mehāniskās transmisijas mehānisma precizitātei ir arī svarīga ietekme uz servosistēmas precizitāti. Tāpēc, projektējot un ražojot apstrādes centrus, ir jāizvēlas augstas precizitātes transmisijas komponenti, piemēram, lodīšu skrūves un lineārās vadotnes, lai nodrošinātu servosistēmas precizitātes prasības. - Ātra reaģēšanas ātrums
Ātra reaģēšana ir viena no svarīgākajām servosistēmas dinamiskās kvalitātes pazīmēm. Tā prasa, lai servosistēmai būtu neliela sekošanas kļūda pēc komandas signāla, kā arī ātra reaģēšana un laba stabilitāte. Konkrēti, ir nepieciešams, lai sistēma pēc dotās ievades īsā laikā, parasti 200 ms vai pat desmitiem milisekundžu, sasniegtu vai atjaunotu sākotnējo stabilo stāvokli.
Ātrās reaģēšanas spējai ir būtiska ietekme uz apstrādes centru apstrādes efektivitāti un apstrādes kvalitāti. Ātrgaitas apstrādē kontakta laiks starp instrumentu un sagatavi ir ļoti īss. Servo sistēmai ir jāspēj ātri reaģēt uz komandas signālu un pielāgot instrumenta pozīciju un ātrumu, lai nodrošinātu apstrādes precizitāti un virsmas kvalitāti. Tajā pašā laikā, apstrādājot sagataves ar sarežģītām formām, servo sistēmai ir jāspēj ātri reaģēt uz komandas signālu izmaiņām un realizēt daudzu asu savienojumu vadību, lai nodrošinātu apstrādes precizitāti un efektivitāti.
Lai uzlabotu servosistēmas ātrās reaģēšanas spēju, ir jāizmanto augstas veiktspējas servo piedziņas ierīces un vadības algoritmi. Piemēram, izmantojot maiņstrāvas servodzinējus ar ātru reaģēšanas ātrumu, lielu griezes momentu un plašu ātruma regulēšanas diapazonu, var apmierināt apstrādes centru ātrgaitas apstrādes prasības. Tajā pašā laikā, izmantojot tādus uzlabotus vadības algoritmus kā PID vadība, izplūdušā vadība un neironu tīkla vadība, var uzlabot servosistēmas reakcijas ātrumu un stabilitāti. - Liels ātruma regulēšanas diapazons
Atšķirīgu griezējinstrumentu, sagataves materiālu un apstrādes prasību dēļ, lai nodrošinātu, ka ciparu vadības iekārtas jebkuros apstākļos var iegūt vislabākos griešanas apstākļus, servosistēmai ir jābūt pietiekamam ātruma regulēšanas diapazonam. Tā var apmierināt gan ātrgaitas apstrādes prasības, gan zema ātruma padeves prasības.
Ātrgaitas apstrādē servosistēmai ir jāspēj nodrošināt lielu ātrumu un paātrinājumu, lai uzlabotu apstrādes efektivitāti. Savukārt lēnas padeves gadījumā servosistēmai ir jāspēj nodrošināt stabilu griezes momentu pie lēnas apgriezienu sistēmas, lai nodrošinātu apstrādes precizitāti un virsmas kvalitāti. Tāpēc servosistēmas ātruma regulēšanas diapazonam parasti jāsasniedz vairāki tūkstoši vai pat desmitiem tūkstošu apgriezienu minūtē.
Lai sasniegtu plašu ātruma regulēšanas diapazonu, ir jāizmanto augstas veiktspējas servo piedziņas ierīces un ātruma regulēšanas metodes. Piemēram, izmantojot maiņstrāvas mainīgas frekvences ātruma regulēšanas tehnoloģiju, var panākt bezpakāpju motora ātruma regulēšanu ar plašu ātruma regulēšanas diapazonu, augstu efektivitāti un labu uzticamību. Vienlaikus, izmantojot tādus uzlabotus vadības algoritmus kā vektoru vadība un tieša griezes momenta vadība, var uzlabot motora ātruma regulēšanas veiktspēju un efektivitāti. - Augsta uzticamība
Skaitliskās vadības iekārtu darbības ātrums ir ļoti augsts, un tās bieži darbojas nepārtraukti 24 stundas. Tāpēc tām ir jādarbojas droši. Sistēmas uzticamība bieži vien balstās uz laika intervālu starp kļūmēm vidējo vērtību, t. i., vidējo laiku bez kļūmēm. Jo ilgāks šis laiks, jo labāk.
Lai uzlabotu servo sistēmas uzticamību, ir jāizmanto augstas kvalitātes komponenti un uzlaboti ražošanas procesi. Vienlaikus ir nepieciešama stingra servo sistēmas testēšana un kvalitātes kontrole, lai nodrošinātu tās stabilu un uzticamu darbību. Turklāt ir jāievieš dublētas projektēšanas un kļūdu diagnostikas tehnoloģijas, lai uzlabotu sistēmas kļūdu toleranci un kļūdu diagnostikas iespējas, lai to varētu savlaicīgi novērst, ja rodas kļūme, un nodrošinātu apstrādes centra normālu darbību. - Liels griezes moments pie maza ātruma
Skaitliskās vadības iekārtas bieži veic smagu griešanu ar mazu ātrumu. Tāpēc padeves servo sistēmai ir jābūt ar lielu griezes momenta izeju pie maza ātruma, lai izpildītu griešanas apstrādes prasības.
Smaga griešanas laikā griešanas spēks starp instrumentu un sagatavi ir ļoti liels. Servo sistēmai ir jāspēj nodrošināt pietiekamu griezes momentu, lai pārvarētu griešanas spēku un nodrošinātu vienmērīgu apstrādes gaitu. Lai sasniegtu mazu ātrumu ar lielu griezes momentu, jāizmanto augstas veiktspējas servo piedziņas ierīces un motori. Piemēram, pastāvīgā magnēta sinhronie motori ar augstu griezes momenta blīvumu, augstu efektivitāti un labu uzticamību var apmierināt apstrādes centru prasības ar mazu ātrumu un lielu griezes momentu. Tajā pašā laikā, izmantojot uzlabotus vadības algoritmus, piemēram, tiešu griezes momenta kontroli, var uzlabot motora griezes momenta izejas spēju un efektivitāti.
Noslēgumā jāsaka, ka apstrādes centru servo sistēma ir svarīga ciparu vadības mašīnu sastāvdaļa. Tās veiktspēja tieši ietekmē apstrādes centru apstrādes precizitāti, efektivitāti un uzticamību. Tāpēc, projektējot un ražojot apstrādes centrus, pilnībā jāņem vērā servo sistēmas sastāvs un prasības, kā arī jāizvēlas progresīvas tehnoloģijas un aprīkojums, lai uzlabotu servo sistēmas veiktspēju un kvalitāti un apmierinātu mūsdienu ražošanas attīstības vajadzības.