„Детаљно објашњење састава и захтева серво система за обрадне центре“
I. Састав серво система за обрадне центре
У модерним обрадничким центрима, серво систем игра кључну улогу. Састоји се од серво кола, серво погонских уређаја, механичких преносних механизама и актуаторских компоненти.
Главна функција серво система је пријем сигнала команди брзине померања и померања које издаје нумерички управљачки систем. Прво, коло серво погона ће извршити одређену конверзију и појачање снаге на овим командним сигналима. Затим, путем серво погонских уређаја као што су корачни мотори, једносмерни серво мотори, наизменични серво мотори итд., и механизама механичког преноса, покрећу се актуаторске компоненте као што су радни сто алатне машине и вретено како би се постигло померање радног обрта и брзо кретање. Може се рећи да је код машина са нумеричким управљањем ЦНЦ уређај попут „мозга“ који издаје команде, док је серво систем извршни механизам, попут „удова“ машине са нумеричким управљањем, и може прецизно извршавати команде кретања са ЦНЦ уређаја.
У поређењу са погонским системима општих алатних машина, серво систем обрадничких центара има битне разлике. Може прецизно да контролише брзину кретања и положај актуаторских компоненти у складу са командним сигналима и може да оствари путању кретања синтетизовану од стране неколико актуаторских компоненти које се крећу према одређеним правилима. Ово захтева да серво систем има висок степен тачности, стабилности и брзе реакције.
У модерним обрадничким центрима, серво систем игра кључну улогу. Састоји се од серво кола, серво погонских уређаја, механичких преносних механизама и актуаторских компоненти.
Главна функција серво система је пријем сигнала команди брзине померања и померања које издаје нумерички управљачки систем. Прво, коло серво погона ће извршити одређену конверзију и појачање снаге на овим командним сигналима. Затим, путем серво погонских уређаја као што су корачни мотори, једносмерни серво мотори, наизменични серво мотори итд., и механизама механичког преноса, покрећу се актуаторске компоненте као што су радни сто алатне машине и вретено како би се постигло померање радног обрта и брзо кретање. Може се рећи да је код машина са нумеричким управљањем ЦНЦ уређај попут „мозга“ који издаје команде, док је серво систем извршни механизам, попут „удова“ машине са нумеричким управљањем, и може прецизно извршавати команде кретања са ЦНЦ уређаја.
У поређењу са погонским системима општих алатних машина, серво систем обрадничких центара има битне разлике. Може прецизно да контролише брзину кретања и положај актуаторских компоненти у складу са командним сигналима и може да оствари путању кретања синтетизовану од стране неколико актуаторских компоненти које се крећу према одређеним правилима. Ово захтева да серво систем има висок степен тачности, стабилности и брзе реакције.
II. Захтеви за серво системе
- Висока прецизност
Машине са нумеричком контролом обрађују аутоматски према унапред одређеном програму. Стога, да би се обрађивали високопрецизни и висококвалитетни радни комади, сам серво систем мора имати високу прецизност. Генерално говорећи, прецизност треба да достигне микронски ниво. То је зато што су у савременој производњи захтеви за прецизност радних комада све већи и већи. Посебно у областима као што су ваздухопловство, аутомобилска индустрија и производња електронске опреме, чак и мала грешка може довести до озбиљних последица.
Да би се постигла високопрецизна контрола, серво систем мора да усвоји напредне сензорске технологије као што су енкодери и решеткасти лењири како би пратио положај и брзину актуаторских компоненти у реалном времену. Истовремено, серво погон такође мора имати високопрецизан алгоритам управљања како би прецизно контролисао брзину и обртни момент мотора. Поред тога, прецизност механичког преносног механизма такође има важан утицај на прецизност серво система. Стога је приликом пројектовања и производње обрадничких центара неопходно одабрати високопрецизне преносне компоненте као што су куглични вијци и линеарне вођице како би се осигурали захтеви за прецизност серво система. - Брз одзив
Брз одзив је један од важних знакова динамичког квалитета серво система. Захтева да серво систем има малу грешку праћења након командног сигнала, као и да има брз одзив и добру стабилност. Конкретно, потребно је да након датог улаза, систем може да достигне или врати првобитно стабилно стање за кратко време, генерално у року од 200 ms или чак десетина милисекунди.
Брза реакција има важан утицај на ефикасност обраде и квалитет обраде обрадних центара. Код обраде великим брзинама, време контакта између алата и радног комада је веома кратко. Серво систем мора бити у стању да брзо реагује на командни сигнал и подеси положај и брзину алата како би се осигурала прецизност обраде и квалитет површине. Истовремено, приликом обраде радних комада сложених облика, серво систем мора бити у стању да брзо реагује на промене командних сигнала и да реализује вишеосну контролу повезивања како би се осигурала тачност и ефикасност обраде.
Да би се побољшала способност брзог одзива серво система, потребно је усвојити високоперформансне серво погонске уређаје и алгоритме управљања. На пример, коришћење АЦ серво мотора, који имају брзу брзину одзива, велики обртни момент и широк опсег регулације брзине, може задовољити захтеве за брзу обраду обрадничких центара. Истовремено, усвајање напредних алгоритама управљања као што су ПИД управљање, фази управљање и управљање неуронским мрежама може побољшати брзину одзива и стабилност серво система. - Велики опсег регулације брзине
Због различитих алата за сечење, материјала обратка и захтева за обраду, да би се осигурало да машине са нумеричком контролом могу да постигну најбоље услове сечења под свим околностима, серво систем мора имати довољан опсег регулације брзине. Може да задовољи и захтеве за брзу обраду и захтеве за малобрзинско померање.
Код обраде великом брзином, серво систем мора бити у стању да обезбеди велику брзину и убрзање како би се побољшала ефикасност обраде. Док је код подавања малом брзином, серво систем мора бити у стању да обезбеди стабилан обртни момент при малој брзини како би се осигурала прецизност обраде и квалитет површине. Стога, опсег регулације брзине серво система генерално треба да достигне неколико хиљада или чак десетина хиљада обртаја у минути.
Да би се постигао велики опсег регулације брзине, потребно је усвојити високоперформансне серво погонске уређаје и методе регулације брзине. На пример, коришћење технологије регулације брзине наизменичне струје са променљивом фреквенцијом може остварити безстепену регулацију брзине мотора, са широким опсегом регулације брзине, високом ефикасношћу и добром поузданошћу. Истовремено, усвајање напредних алгоритама управљања као што су векторска контрола и директна контрола обртног момента може побољшати перформансе регулације брзине и ефикасност мотора. - Висока поузданост
Брзина рада машина са нумеричким управљањем је веома висока и оне често раде непрекидно 24 сата. Стога се од њих захтева да раде поуздано. Поузданост система се често заснива на просечној вредности дужине временских интервала између кварова, односно просечном времену без квара. Што је ово време дуже, то боље.
Да би се побољшала поузданост серво система, потребно је усвојити висококвалитетне компоненте и напредне производне процесе. Истовремено, потребна су строга испитивања и контрола квалитета серво система како би се осигурао његов стабилан и поуздан рад. Поред тога, потребно је усвојити редундантни дизајн и технологије дијагностике грешака како би се побољшала толеранција на грешке и могућности дијагностике грешака система, тако да се може поправити на време када дође до квара и обезбеди нормалан рад обрадне машине. - Велики обртни момент при малој брзини
Машине са нумеричком контролом често изводе тешко сечење при малим брзинама. Због тога је потребно да серво систем за померање има велики обртни момент при малим брзинама како би се испунили захтеви обраде резањем.
Током тешког резања, сила резања између алата и радног предмета је веома велика. Серво систем мора бити у стању да обезбеди довољан обртни момент да би превазишао силу резања и осигурао гладак ток обраде. Да би се постигао велики обртни момент при малој брзини, потребно је усвојити високоперформансне серво погонске уређаје и моторе. На пример, коришћење синхроних мотора са перманентним магнетима, који имају високу густину обртног момента, високу ефикасност и добру поузданост, може задовољити захтеве обрадних центара за мале брзине и велики обртни момент. Истовремено, усвајање напредних алгоритама управљања, као што је директна контрола обртног момента, може побољшати излазни обртни момент и ефикасност мотора.
Закључно, серво систем обрадних центара је важан део машина са нумеричким управљањем. Његове перформансе директно утичу на прецизност обраде, ефикасност и поузданост обрадни центара. Стога, приликом пројектовања и производње обрадни центара, потребно је у потпуности узети у обзир састав и захтеве серво система, а напредне технологије и опрему треба одабрати како би се побољшале перформансе и квалитет серво система и задовољиле потребе развоја модерне производње.