“Penjelasan Terperinci Komposisi dan Keperluan Sistem Servo untuk Pusat Pemesinan”
I. Komposisi sistem servo untuk pusat pemesinan
Di pusat pemesinan moden, sistem servo memainkan peranan yang penting. Ia terdiri daripada litar servo, peranti pemacu servo, mekanisme penghantaran mekanikal, dan komponen penggerak.
Fungsi utama sistem servo adalah untuk menerima kelajuan suapan dan isyarat arahan anjakan yang dikeluarkan oleh sistem kawalan berangka. Pertama, litar pemacu servo akan melakukan penukaran tertentu dan penguatan kuasa pada isyarat arahan ini. Kemudian, melalui peranti pemacu servo seperti motor stepper, motor servo DC, motor servo AC, dsb., dan mekanisme penghantaran mekanikal, komponen penggerak seperti meja kerja alat mesin dan headstock gelendong didorong untuk mencapai suapan kerja dan pergerakan pantas. Boleh dikatakan bahawa dalam mesin kawalan berangka, peranti CNC adalah seperti "otak" yang mengeluarkan arahan, manakala sistem servo adalah mekanisme eksekutif, seperti "anggota" mesin kawalan berangka, dan boleh melaksanakan dengan tepat arahan gerakan dari peranti CNC.
Berbanding dengan sistem pemacu alat mesin am, sistem servo pusat pemesinan mempunyai perbezaan penting. Ia boleh mengawal dengan tepat kelajuan pergerakan dan kedudukan komponen penggerak mengikut isyarat arahan, dan boleh merealisasikan trajektori pergerakan yang disintesis oleh beberapa komponen penggerak yang bergerak mengikut peraturan tertentu. Ini memerlukan sistem servo mempunyai tahap ketepatan, kestabilan, dan keupayaan tindak balas pantas yang tinggi.
Di pusat pemesinan moden, sistem servo memainkan peranan yang penting. Ia terdiri daripada litar servo, peranti pemacu servo, mekanisme penghantaran mekanikal, dan komponen penggerak.
Fungsi utama sistem servo adalah untuk menerima kelajuan suapan dan isyarat arahan anjakan yang dikeluarkan oleh sistem kawalan berangka. Pertama, litar pemacu servo akan melakukan penukaran tertentu dan penguatan kuasa pada isyarat arahan ini. Kemudian, melalui peranti pemacu servo seperti motor stepper, motor servo DC, motor servo AC, dsb., dan mekanisme penghantaran mekanikal, komponen penggerak seperti meja kerja alat mesin dan headstock gelendong didorong untuk mencapai suapan kerja dan pergerakan pantas. Boleh dikatakan bahawa dalam mesin kawalan berangka, peranti CNC adalah seperti "otak" yang mengeluarkan arahan, manakala sistem servo adalah mekanisme eksekutif, seperti "anggota" mesin kawalan berangka, dan boleh melaksanakan dengan tepat arahan gerakan dari peranti CNC.
Berbanding dengan sistem pemacu alat mesin am, sistem servo pusat pemesinan mempunyai perbezaan penting. Ia boleh mengawal dengan tepat kelajuan pergerakan dan kedudukan komponen penggerak mengikut isyarat arahan, dan boleh merealisasikan trajektori pergerakan yang disintesis oleh beberapa komponen penggerak yang bergerak mengikut peraturan tertentu. Ini memerlukan sistem servo mempunyai tahap ketepatan, kestabilan, dan keupayaan tindak balas pantas yang tinggi.
II. Keperluan untuk sistem servo
- Ketepatan tinggi
Mesin kawalan berangka memproses secara automatik mengikut program yang telah ditetapkan. Oleh itu, untuk memproses bahan kerja berketepatan tinggi dan berkualiti tinggi, sistem servo itu sendiri mesti mempunyai ketepatan tinggi. Secara umumnya, ketepatan harus mencapai tahap mikron. Ini kerana dalam pembuatan moden, keperluan ketepatan untuk bahan kerja semakin tinggi dan lebih tinggi. Terutamanya dalam bidang seperti aeroangkasa, pembuatan kereta, dan peralatan elektronik, walaupun ralat kecil boleh membawa kepada akibat yang serius.
Untuk mencapai kawalan ketepatan tinggi, sistem servo perlu menggunakan teknologi penderia termaju seperti pengekod dan pembaris parut untuk memantau kedudukan dan kelajuan komponen penggerak dalam masa nyata. Pada masa yang sama, peranti pemacu servo juga perlu mempunyai algoritma kawalan ketepatan tinggi untuk mengawal kelajuan dan tork motor dengan tepat. Di samping itu, ketepatan mekanisme penghantaran mekanikal juga mempunyai kesan penting terhadap ketepatan sistem servo. Oleh itu, apabila mereka bentuk dan mengeluarkan pusat pemesinan, adalah perlu untuk memilih komponen penghantaran berketepatan tinggi seperti skru bebola dan panduan linear untuk memastikan keperluan ketepatan sistem servo. - Tindak balas kelajuan pantas
Sambutan pantas adalah salah satu tanda penting kualiti dinamik sistem servo. Ia memerlukan sistem servo mempunyai ralat berikut yang kecil mengikut isyarat arahan, dan mempunyai tindak balas yang cepat dan kestabilan yang baik. Secara khusus, adalah diperlukan bahawa selepas input yang diberikan, sistem boleh mencapai atau memulihkan keadaan stabil asal dalam masa yang singkat, secara amnya dalam 200ms atau bahkan berpuluh-puluh milisaat.
Keupayaan tindak balas yang pantas mempunyai kesan penting terhadap kecekapan pemprosesan dan kualiti pemprosesan pusat pemesinan. Dalam pemesinan berkelajuan tinggi, masa sentuhan antara alat dan bahan kerja adalah sangat singkat. Sistem servo perlu dapat bertindak balas kepada isyarat arahan dengan cepat dan melaraskan kedudukan dan kelajuan alat untuk memastikan ketepatan pemprosesan dan kualiti permukaan. Pada masa yang sama, apabila memproses bahan kerja dengan bentuk yang kompleks, sistem servo perlu dapat bertindak balas dengan cepat kepada perubahan isyarat arahan dan merealisasikan kawalan pautan berbilang paksi untuk memastikan ketepatan dan kecekapan pemprosesan.
Untuk meningkatkan keupayaan tindak balas pantas sistem servo, peranti pemacu servo berprestasi tinggi dan algoritma kawalan perlu diguna pakai. Sebagai contoh, menggunakan motor servo AC, yang mempunyai kelajuan tindak balas pantas, tork besar, dan julat peraturan kelajuan yang luas, boleh memenuhi keperluan pemesinan berkelajuan tinggi pusat pemesinan. Pada masa yang sama, menggunakan algoritma kawalan lanjutan seperti kawalan PID, kawalan kabur dan kawalan rangkaian saraf boleh meningkatkan kelajuan tindak balas dan kestabilan sistem servo. - Julat peraturan kelajuan yang besar
Disebabkan oleh alat pemotong yang berbeza, bahan bahan kerja dan keperluan pemprosesan, untuk memastikan mesin kawalan berangka boleh memperoleh keadaan pemotongan terbaik dalam apa jua keadaan, sistem servo mesti mempunyai julat peraturan kelajuan yang mencukupi. Ia boleh memenuhi kedua-dua keperluan pemesinan berkelajuan tinggi dan keperluan suapan berkelajuan rendah.
Dalam pemesinan berkelajuan tinggi, sistem servo perlu dapat menyediakan kelajuan tinggi dan pecutan untuk meningkatkan kecekapan pemprosesan. Semasa dalam penyusuan berkelajuan rendah, sistem servo perlu dapat memberikan tork berkelajuan rendah yang stabil untuk memastikan ketepatan pemprosesan dan kualiti permukaan. Oleh itu, julat peraturan kelajuan sistem servo secara amnya perlu mencapai beberapa ribu atau bahkan puluhan ribu putaran seminit.
Untuk mencapai julat peraturan kelajuan yang besar, peranti pemacu servo berprestasi tinggi dan kaedah peraturan kelajuan perlu diguna pakai. Sebagai contoh, menggunakan teknologi peraturan kelajuan frekuensi berubah-ubah AC boleh merealisasikan peraturan kelajuan tanpa langkah bagi motor, dengan julat peraturan kelajuan yang luas, kecekapan tinggi, dan kebolehpercayaan yang baik. Pada masa yang sama, menggunakan algoritma kawalan lanjutan seperti kawalan vektor dan kawalan tork langsung boleh meningkatkan prestasi peraturan kelajuan dan kecekapan motor. - Kebolehpercayaan yang tinggi
Kadar operasi mesin kawalan berangka adalah sangat tinggi, dan ia selalunya berfungsi secara berterusan selama 24 jam. Oleh itu, mereka dikehendaki bekerja dengan amanah. Kebolehpercayaan sistem selalunya berdasarkan nilai purata panjang selang masa antara kegagalan, iaitu purata masa tanpa kegagalan. Lebih lama masa ini, lebih baik.
Untuk meningkatkan kebolehpercayaan sistem servo, komponen berkualiti tinggi dan proses pembuatan termaju perlu diguna pakai. Pada masa yang sama, ujian ketat dan kawalan kualiti sistem servo diperlukan untuk memastikan prestasinya yang stabil dan boleh dipercayai. Selain itu, reka bentuk berlebihan dan teknologi diagnosis kerosakan perlu diguna pakai untuk meningkatkan toleransi kesalahan dan keupayaan diagnosis kerosakan sistem supaya ia boleh dibaiki dalam masa apabila kerosakan berlaku dan memastikan operasi normal pusat pemesinan. - Tork besar pada kelajuan rendah
Mesin kawalan berangka sering melakukan pemotongan berat pada kelajuan rendah. Oleh itu, sistem servo suapan dikehendaki mempunyai keluaran tork yang besar pada kelajuan rendah untuk memenuhi keperluan pemprosesan pemotongan.
Semasa pemotongan berat, daya pemotongan antara alat dan bahan kerja adalah sangat besar. Sistem servo perlu dapat memberikan tork yang mencukupi untuk mengatasi daya pemotongan dan memastikan kemajuan pemprosesan yang lancar. Untuk mencapai output tork tinggi berkelajuan rendah, peranti dan motor pemacu servo berprestasi tinggi perlu diguna pakai. Sebagai contoh, menggunakan motor segerak magnet kekal, yang mempunyai ketumpatan tork tinggi, kecekapan tinggi, dan kebolehpercayaan yang baik, boleh memenuhi keperluan tork tinggi berkelajuan rendah pusat pemesinan. Pada masa yang sama, menggunakan algoritma kawalan lanjutan seperti kawalan tork langsung boleh meningkatkan keupayaan output tork dan kecekapan motor.
Kesimpulannya, sistem servo pusat pemesinan adalah bahagian penting dalam mesin kawalan berangka. Prestasinya secara langsung mempengaruhi ketepatan pemprosesan, kecekapan dan kebolehpercayaan pusat pemesinan. Oleh itu, apabila mereka bentuk dan mengeluarkan pusat pemesinan, komposisi dan keperluan sistem servo perlu dipertimbangkan sepenuhnya, dan teknologi dan peralatan canggih perlu dipilih untuk meningkatkan prestasi dan kualiti sistem servo dan memenuhi keperluan pembangunan pembuatan moden.