"Detalyadong Paliwanag ng Komposisyon at Mga Kinakailangan ng Servo System para sa mga Machining Center"
I. Komposisyon ng servo system para sa mga machining center
Sa modernong mga sentro ng makina, ang sistema ng servo ay gumaganap ng isang mahalagang papel. Binubuo ito ng mga servo circuit, servo drive device, mechanical transmission mechanism, at actuating na mga bahagi.
Ang pangunahing pag-andar ng sistema ng servo ay upang matanggap ang bilis ng feed at mga senyales ng utos ng paglilipat na inisyu ng numerical control system. Una, ang servo drive circuit ay magsasagawa ng ilang partikular na conversion at power amplification sa mga command signal na ito. Pagkatapos, sa pamamagitan ng mga servo drive device gaya ng stepper motors, DC servo motors, AC servo motors, atbp., at mechanical transmission mechanism, ang mga kumikilos na bahagi gaya ng machine tool's worktable at spindle headstock ay hinihimok upang makamit ang work feed at mabilis na paggalaw. Masasabing sa mga numerical control machine, ang CNC device ay parang "utak" na nag-iisyu ng mga utos, habang ang servo system ay ang executive mechanism, tulad ng "limbs" ng numerical control machine, at maaaring tumpak na isagawa ang mga motion command mula sa CNC device.
Kung ikukumpara sa mga drive system ng pangkalahatang machine tool, ang servo system ng mga machining center ay may mahahalagang pagkakaiba. Maaari nitong tumpak na kontrolin ang bilis ng paggalaw at posisyon ng mga kumikilos na bahagi ayon sa mga senyas ng utos, at maaaring mapagtanto ang tilapon ng paggalaw na na-synthesize ng ilang mga kumikilos na bahagi na gumagalaw ayon sa ilang mga patakaran. Ito ay nangangailangan ng servo system na magkaroon ng mataas na antas ng katumpakan, katatagan, at kakayahang mabilis na tumugon.
Sa modernong mga sentro ng makina, ang sistema ng servo ay gumaganap ng isang mahalagang papel. Binubuo ito ng mga servo circuit, servo drive device, mechanical transmission mechanism, at actuating na mga bahagi.
Ang pangunahing pag-andar ng sistema ng servo ay upang matanggap ang bilis ng feed at mga senyales ng utos ng paglilipat na inisyu ng numerical control system. Una, ang servo drive circuit ay magsasagawa ng ilang partikular na conversion at power amplification sa mga command signal na ito. Pagkatapos, sa pamamagitan ng mga servo drive device gaya ng stepper motors, DC servo motors, AC servo motors, atbp., at mechanical transmission mechanism, ang mga kumikilos na bahagi gaya ng machine tool's worktable at spindle headstock ay hinihimok upang makamit ang work feed at mabilis na paggalaw. Masasabing sa mga numerical control machine, ang CNC device ay parang "utak" na nag-iisyu ng mga utos, habang ang servo system ay ang executive mechanism, tulad ng "limbs" ng numerical control machine, at maaaring tumpak na isagawa ang mga motion command mula sa CNC device.
Kung ikukumpara sa mga drive system ng pangkalahatang machine tool, ang servo system ng mga machining center ay may mahahalagang pagkakaiba. Maaari nitong tumpak na kontrolin ang bilis ng paggalaw at posisyon ng mga kumikilos na bahagi ayon sa mga senyas ng utos, at maaaring mapagtanto ang tilapon ng paggalaw na na-synthesize ng ilang mga kumikilos na bahagi na gumagalaw ayon sa ilang mga patakaran. Ito ay nangangailangan ng servo system na magkaroon ng mataas na antas ng katumpakan, katatagan, at kakayahang mabilis na tumugon.
II. Mga kinakailangan para sa mga servo system
- Mataas na katumpakan
Ang mga numerical control machine ay awtomatikong nagpoproseso ayon sa isang paunang natukoy na programa. Samakatuwid, upang maproseso ang mataas na katumpakan at mataas na kalidad na mga workpiece, ang servo system mismo ay dapat na may mataas na katumpakan. Sa pangkalahatan, ang katumpakan ay dapat maabot ang antas ng micron. Ito ay dahil sa modernong pagmamanupaktura, ang mga kinakailangan sa katumpakan para sa mga workpiece ay tumataas at tumataas. Lalo na sa mga larangan tulad ng aerospace, pagmamanupaktura ng sasakyan, at elektronikong kagamitan, kahit na ang isang maliit na error ay maaaring humantong sa malubhang kahihinatnan.
Upang makamit ang mataas na katumpakan na kontrol, ang servo system ay kailangang magpatibay ng mga advanced na teknolohiya ng sensor tulad ng mga encoder at grating ruler upang masubaybayan ang posisyon at bilis ng pag-andar ng mga bahagi sa real time. Kasabay nito, ang servo drive device ay kailangan ding magkaroon ng high-precision control algorithm upang tumpak na makontrol ang bilis at metalikang kuwintas ng motor. Bilang karagdagan, ang katumpakan ng mekanikal na mekanismo ng paghahatid ay mayroon ding mahalagang epekto sa katumpakan ng sistema ng servo. Samakatuwid, kapag nagdidisenyo at gumagawa ng mga machining center, kinakailangang pumili ng mga high-precision transmission component tulad ng ball screws at linear guides upang matiyak ang precision requirements ng servo system. - Mabilis na tugon ng bilis
Ang mabilis na pagtugon ay isa sa mga mahalagang palatandaan ng pabago-bagong kalidad ng servo system. Ito ay nangangailangan na ang servo system ay may maliit na sumusunod na error kasunod ng command signal, at may mabilis na tugon at mahusay na katatagan. Sa partikular, kinakailangan na pagkatapos ng ibinigay na input, maaabot o maibabalik ng system ang orihinal na stable na estado sa maikling panahon, sa pangkalahatan sa loob ng 200ms o kahit dose-dosenang millisecond.
Ang mabilis na kakayahang tumugon ay may mahalagang epekto sa kahusayan sa pagpoproseso at kalidad ng pagproseso ng mga machining center. Sa high-speed machining, ang oras ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng tool at ng workpiece ay napakaikli. Ang servo system ay kailangang mabilis na tumugon sa command signal at ayusin ang posisyon at bilis ng tool upang matiyak ang katumpakan ng pagproseso at kalidad ng ibabaw. Kasabay nito, kapag pinoproseso ang mga workpiece na may kumplikadong mga hugis, ang servo system ay kailangang mabilis na tumugon sa mga pagbabago ng mga signal ng command at mapagtanto ang multi-axis linkage control upang matiyak ang katumpakan at kahusayan sa pagproseso.
Upang mapahusay ang mabilis na pagtugon ng kakayahan ng servo system, kailangang gamitin ang mga high-performance na servo drive device at mga control algorithm. Halimbawa, ang paggamit ng AC servo motors, na may mabilis na bilis ng pagtugon, malaking torque, at malawak na hanay ng regulasyon ng bilis, ay maaaring matugunan ang mga kinakailangan sa high-speed machining ng mga machining center. Kasabay nito, ang pagpapatibay ng mga advanced na algorithm ng kontrol tulad ng PID control, fuzzy control, at neural network control ay maaaring mapabuti ang bilis ng pagtugon at katatagan ng servo system. - Malaking saklaw ng regulasyon ng bilis
Dahil sa iba't ibang mga tool sa paggupit, mga materyales sa workpiece, at mga kinakailangan sa pagpoproseso, upang matiyak na ang mga numerical control machine ay makakakuha ng pinakamahusay na mga kondisyon ng pagputol sa anumang sitwasyon, ang servo system ay dapat na may sapat na hanay ng regulasyon ng bilis. Maaari nitong matugunan ang parehong mga kinakailangan sa high-speed machining at mga kinakailangan sa mababang bilis ng feed.
Sa high-speed machining, ang servo system ay kailangang makapagbigay ng mataas na bilis at acceleration upang mapabuti ang kahusayan sa pagproseso. Habang nasa low-speed feeding, ang servo system ay kailangang makapagbigay ng matatag na low-speed torque upang matiyak ang katumpakan ng pagproseso at kalidad ng ibabaw. Samakatuwid, ang saklaw ng regulasyon ng bilis ng sistema ng servo sa pangkalahatan ay kailangang umabot ng ilang libo o kahit sampu-sampung libong mga rebolusyon kada minuto.
Upang makamit ang isang malaking saklaw ng regulasyon ng bilis, ang mga high-performance na servo drive na aparato at mga pamamaraan ng regulasyon ng bilis ay kailangang gamitin. Halimbawa, ang paggamit ng AC variable frequency speed regulation technology ay maaaring mapagtanto ang stepless speed regulation ng motor, na may malawak na speed regulation range, mataas na kahusayan, at mahusay na pagiging maaasahan. Kasabay nito, ang pagpapatibay ng mga advanced na algorithm ng kontrol tulad ng vector control at direktang torque control ay maaaring mapabuti ang pagganap ng regulasyon ng bilis at kahusayan ng motor. - Mataas na pagiging maaasahan
Ang rate ng pagpapatakbo ng mga numerical control machine ay napakataas, at madalas silang gumagana nang tuluy-tuloy sa loob ng 24 na oras. Samakatuwid, kinakailangan silang magtrabaho nang mapagkakatiwalaan. Ang pagiging maaasahan ng system ay madalas na batay sa average na halaga ng haba ng mga agwat ng oras sa pagitan ng mga pagkabigo, iyon ay, ang average na oras nang walang pagkabigo. Kung mas mahaba ang oras na ito, mas mabuti.
Upang mapabuti ang pagiging maaasahan ng sistema ng servo, ang mga de-kalidad na bahagi at mga advanced na proseso ng pagmamanupaktura ay kailangang gamitin. Kasabay nito, ang mahigpit na pagsubok at kontrol sa kalidad ng sistema ng servo ay kinakailangan upang matiyak ang matatag at maaasahang pagganap nito. Bilang karagdagan, kailangang gamitin ang kalabisan na disenyo at mga teknolohiya sa pag-diagnose ng fault para mapahusay ang fault tolerance at fault diagnostic capabilities ng system upang ito ay maayos sa oras kung kailan nagkaroon ng fault at matiyak ang normal na operasyon ng machining center. - Malaking metalikang kuwintas sa mababang bilis
Ang mga numerical control machine ay kadalasang nagsasagawa ng mabigat na pagputol sa mababang bilis. Samakatuwid, ang sistema ng feed servo ay kinakailangan na magkaroon ng isang malaking output ng metalikang kuwintas sa mababang bilis upang matugunan ang mga kinakailangan ng pagproseso ng pagputol.
Sa panahon ng mabigat na pagputol, ang puwersa ng pagputol sa pagitan ng tool at ng workpiece ay napakalaki. Ang sistema ng servo ay kailangang makapagbigay ng sapat na metalikang kuwintas upang madaig ang puwersa ng pagputol at matiyak ang maayos na pag-unlad ng pagproseso. Upang makamit ang mababang bilis ng high-torque na output, kailangang gamitin ang mga high-performance na servo drive device at motor. Halimbawa, ang paggamit ng permanenteng magnet na kasabay na mga motor, na may mataas na torque density, mataas na kahusayan, at mahusay na pagiging maaasahan, ay maaaring matugunan ang mababang bilis ng mataas na metalikang kuwintas na kinakailangan ng mga sentro ng machining. Kasabay nito, ang pagpapatibay ng mga advanced na algorithm ng kontrol tulad ng direktang torque control ay maaaring mapabuti ang torque output na kakayahan at kahusayan ng motor.
Sa konklusyon, ang servo system ng mga machining center ay isang mahalagang bahagi ng numerical control machine. Direktang nakakaapekto ang pagganap nito sa katumpakan ng pagpoproseso, kahusayan, at pagiging maaasahan ng mga machining center. Samakatuwid, kapag nagdidisenyo at gumagawa ng mga machining center, ang komposisyon at mga kinakailangan ng servo system ay kailangang ganap na isaalang-alang, at ang mga advanced na teknolohiya at kagamitan ay kailangang mapili upang mapabuti ang pagganap at kalidad ng servo system at matugunan ang mga pangangailangan sa pag-unlad ng modernong pagmamanupaktura.