"Gedetailleerde verduideliking van die samestelling en vereistes van 'n servostelsel vir bewerkingsentrums"
I. Samestelling van servostelsel vir bewerkingsentrums
In moderne masjineringsentra speel die servostelsel 'n deurslaggewende rol. Dit bestaan uit servostroombane, servo-aandrywingstoestelle, meganiese transmissiemeganismes en aandrywingskomponente.
Die hooffunksie van die servostelsel is om die voerspoed- en verplasingsopdragseine wat deur die numeriese beheerstelsel uitgereik word, te ontvang. Eerstens sal die servo-aandrywingskring sekere omskakeling en kragversterking op hierdie opdragseine uitvoer. Dan, deur servo-aandrywingstoestelle soos stapmotors, GS-servomotors, WS-servomotors, ens., en meganiese transmissiemeganismes, word die aandrywingskomponente soos die masjiengereedskap se werktafel en spilkop aangedryf om werkvoer en vinnige beweging te verkry. Daar kan gesê word dat in numeriese beheermasjiene die CNC-toestel soos die "brein" is wat opdragte uitreik, terwyl die servostelsel die uitvoerende meganisme is, soos die "ledemate" van die numeriese beheermasjien, en die bewegingsopdragte van die CNC-toestel akkuraat kan uitvoer.
In vergelyking met die aandrywingstelsels van algemene masjiengereedskap, het die servostelsel van bewerkingsentrums wesenlike verskille. Dit kan die bewegingspoed en posisie van die aandrywingskomponente akkuraat beheer volgens die opdragseine, en kan die bewegingstrajek wat deur verskeie aandrywingskomponente gesintetiseer word, volgens sekere reëls beweeg, realiseer. Dit vereis dat die servostelsel 'n hoë mate van akkuraatheid, stabiliteit en vinnige reaksievermoë het.
In moderne masjineringsentra speel die servostelsel 'n deurslaggewende rol. Dit bestaan uit servostroombane, servo-aandrywingstoestelle, meganiese transmissiemeganismes en aandrywingskomponente.
Die hooffunksie van die servostelsel is om die voerspoed- en verplasingsopdragseine wat deur die numeriese beheerstelsel uitgereik word, te ontvang. Eerstens sal die servo-aandrywingskring sekere omskakeling en kragversterking op hierdie opdragseine uitvoer. Dan, deur servo-aandrywingstoestelle soos stapmotors, GS-servomotors, WS-servomotors, ens., en meganiese transmissiemeganismes, word die aandrywingskomponente soos die masjiengereedskap se werktafel en spilkop aangedryf om werkvoer en vinnige beweging te verkry. Daar kan gesê word dat in numeriese beheermasjiene die CNC-toestel soos die "brein" is wat opdragte uitreik, terwyl die servostelsel die uitvoerende meganisme is, soos die "ledemate" van die numeriese beheermasjien, en die bewegingsopdragte van die CNC-toestel akkuraat kan uitvoer.
In vergelyking met die aandrywingstelsels van algemene masjiengereedskap, het die servostelsel van bewerkingsentrums wesenlike verskille. Dit kan die bewegingspoed en posisie van die aandrywingskomponente akkuraat beheer volgens die opdragseine, en kan die bewegingstrajek wat deur verskeie aandrywingskomponente gesintetiseer word, volgens sekere reëls beweeg, realiseer. Dit vereis dat die servostelsel 'n hoë mate van akkuraatheid, stabiliteit en vinnige reaksievermoë het.
II. Vereistes vir servostelsels
- Hoë presisie
Numeriese beheermasjiene verwerk outomaties volgens 'n voorafbepaalde program. Daarom, om werkstukke met hoë presisie en hoë gehalte te verwerk, moet die servostelsel self hoë presisie hê. Oor die algemeen moet die presisie die mikronvlak bereik. Dit is omdat die presisievereistes vir werkstukke in moderne vervaardiging al hoe hoër word. Veral in velde soos lugvaart, motorvervaardiging en elektroniese toerusting, kan selfs 'n klein fout tot ernstige gevolge lei.
Om hoë-presisie beheer te bereik, moet die servostelsel gevorderde sensortegnologieë soos enkodeerders en roosterliniaal gebruik om die posisie en spoed van die aandrywingskomponente intyds te monitor. Terselfdertyd moet die servo-aandrywingstoestel ook 'n hoë-presisie beheeralgoritme hê om die spoed en wringkrag van die motor akkuraat te beheer. Daarbenewens het die presisie van die meganiese transmissiemeganisme ook 'n belangrike impak op die presisie van die servostelsel. Daarom is dit nodig om hoë-presisie transmissiekomponente soos balskroewe en lineêre gidse te kies wanneer bewerkingsentrums ontwerp en vervaardig word om die presisievereistes van die servostelsel te verseker. - Vinnige spoedrespons
Vinnige reaksie is een van die belangrike tekens van die dinamiese kwaliteit van die servostelsel. Dit vereis dat die servostelsel 'n klein volgfout het na die opdragsein, en vinnige reaksie en goeie stabiliteit het. Spesifiek word vereis dat die stelsel na 'n gegewe invoer die oorspronklike stabiele toestand binne 'n kort tydjie kan bereik of herstel, gewoonlik binne 200 ms of selfs dosyne millisekondes.
Die vinnige reaksievermoë het 'n belangrike impak op die verwerkingsdoeltreffendheid en verwerkingskwaliteit van bewerkingsentrums. In hoëspoedbewerking is die kontaktyd tussen die gereedskap en die werkstuk baie kort. Die servostelsel moet vinnig op die opdragsein kan reageer en die posisie en spoed van die gereedskap kan aanpas om die verwerkingspresisie en oppervlakkwaliteit te verseker. Terselfdertyd, wanneer werkstukke met komplekse vorms verwerk word, moet die servostelsel vinnig op die veranderinge van opdragseine kan reageer en multi-as skakelbeheer kan bewerkstellig om die verwerkingsakkuraatheid en doeltreffendheid te verseker.
Om die vinnige reaksievermoë van die servostelsel te verbeter, moet hoëprestasie-servo-aandrywingstoestelle en beheeralgoritmes aangeneem word. Byvoorbeeld, die gebruik van WS-servomotors, wat vinnige reaksiespoed, groot wringkrag en 'n wye spoedreguleringsbereik het, kan aan die hoëspoedbewerkingsvereistes van bewerkingsentrums voldoen. Terselfdertyd kan die aanvaarding van gevorderde beheeralgoritmes soos PID-beheer, vaagbeheer en neurale netwerkbeheer die reaksiespoed en stabiliteit van die servostelsel verbeter. - Groot spoedreguleringsbereik
As gevolg van verskillende snygereedskap, werkstukmateriale en verwerkingsvereistes, moet die servostelsel 'n voldoende spoedreguleringsbereik hê om te verseker dat numeriese beheermasjiene die beste snytoestande onder enige omstandighede kan verkry. Dit kan aan beide hoëspoed-bewerkingsvereistes en laespoed-toevoervereistes voldoen.
In hoëspoedbewerking moet die servostelsel hoë spoed en versnelling kan bied om verwerkingsdoeltreffendheid te verbeter. Terwyl dit by laespoedvoeding is, moet die servostelsel stabiele laespoed-wringkrag kan bied om die verwerkingspresisie en oppervlakkwaliteit te verseker. Daarom moet die spoedreguleringsbereik van die servostelsel oor die algemeen etlike duisende of selfs tienduisende omwentelings per minuut bereik.
Om 'n groot spoedreguleringsbereik te bereik, moet hoëprestasie-servo-aandrywers en spoedreguleringsmetodes aangewend word. Byvoorbeeld, die gebruik van WS-veranderlike frekwensie-spoedreguleringstegnologie kan traplose spoedregulering van die motor bewerkstellig, met 'n wye spoedreguleringsbereik, hoë doeltreffendheid en goeie betroubaarheid. Terselfdertyd kan die aanneming van gevorderde beheeralgoritmes soos vektorbeheer en direkte wringkragbeheer die spoedreguleringsprestasie en -doeltreffendheid van die motor verbeter. - Hoë betroubaarheid
Die bedryfstempo van numeriese beheermasjiene is baie hoog, en hulle werk dikwels 24 uur aaneen. Daarom moet hulle betroubaar werk. Die betroubaarheid van die stelsel is dikwels gebaseer op die gemiddelde waarde van die tydsintervalle tussen mislukkings, dit wil sê die gemiddelde tyd sonder mislukking. Hoe langer hierdie tyd is, hoe beter.
Om die betroubaarheid van die servostelsel te verbeter, moet hoëgehalte-komponente en gevorderde vervaardigingsprosesse aangeneem word. Terselfdertyd is streng toetsing en kwaliteitsbeheer van die servostelsel nodig om die stabiele en betroubare werkverrigting daarvan te verseker. Daarbenewens moet oorbodige ontwerp- en foutdiagnosetegnologieë aangeneem word om die fouttoleransie en foutdiagnosevermoëns van die stelsel te verbeter sodat dit betyds herstel kan word wanneer 'n fout voorkom en die normale werking van die bewerkingsentrum verseker. - Groot wringkrag teen lae spoed
Numeriese beheermasjiene voer dikwels swaar snywerk teen lae snelhede uit. Daarom moet die toevoer-servostelsel 'n groot wringkraguitset teen lae snelhede hê om aan die vereistes van snyverwerking te voldoen.
Tydens swaar snywerk is die snykrag tussen die gereedskap en die werkstuk baie groot. Die servostelsel moet voldoende wringkrag kan verskaf om die snykrag te oorkom en die gladde verloop van die verwerking te verseker. Om laespoed-hoëwringkraguitset te bereik, moet hoëprestasie-servo-aandrywingstoestelle en motors aangeneem word. Byvoorbeeld, die gebruik van permanente magneet-sinchrone motors, wat hoë wringkragdigtheid, hoë doeltreffendheid en goeie betroubaarheid het, kan voldoen aan die laespoed-hoëwringkragvereistes van bewerkingsentrums. Terselfdertyd kan die aanneming van gevorderde beheeralgoritmes soos direkte wringkragbeheer die wringkraguitsetvermoë en doeltreffendheid van die motor verbeter.
Ten slotte, die servostelsel van bewerkingsentrums is 'n belangrike deel van numeriese beheermasjiene. Die werkverrigting daarvan beïnvloed direk die verwerkingspresisie, doeltreffendheid en betroubaarheid van bewerkingsentrums. Daarom moet die samestelling en vereistes van die servostelsel ten volle in ag geneem word wanneer bewerkingsentrums ontwerp en vervaardig word, en gevorderde tegnologieë en toerusting moet gekies word om die werkverrigting en kwaliteit van die servostelsel te verbeter en aan die ontwikkelingsbehoeftes van moderne vervaardiging te voldoen.