"Shpjegim i detajuar i përbërjes dhe kërkesave të sistemit servo për qendrat e përpunimit"
I. Përbërja e sistemit servo për qendrat e përpunimit
Në qendrat moderne të përpunimit, sistemi servo luan një rol vendimtar. Ai përbëhet nga qarqe servo, pajisje servo-drejtimi, mekanizma mekanikë transmetimi dhe komponentë aktivizues.
Funksioni kryesor i sistemit servo është të marrë sinjalet e komandës së shpejtësisë së furnizimit dhe zhvendosjes të lëshuara nga sistemi i kontrollit numerik. Së pari, qarku i drejtimit servo do të kryejë konvertime të caktuara dhe amplifikim të fuqisë në këto sinjale komande. Pastaj, nëpërmjet pajisjeve të drejtimit servo, siç janë motorët hapës, motorët servo DC, motorët servo AC, etj., dhe mekanizmat mekanikë të transmetimit, komponentët aktivizues, siç janë tavolina e punës e makinës dhe koka e boshtit, drejtohen për të arritur furnizimin e punës dhe lëvizjen e shpejtë. Mund të thuhet se në makinat e kontrollit numerik, pajisja CNC është si "truri" që lëshon komanda, ndërsa sistemi servo është mekanizmi ekzekutiv, si "gjymtyrët" e makinës së kontrollit numerik, dhe mund të ekzekutojë me saktësi komandat e lëvizjes nga pajisja CNC.
Krahasuar me sistemet e drejtimit të makinerive të përgjithshme, sistemi servo i qendrave të përpunimit ka ndryshime thelbësore. Ai mund të kontrollojë me saktësi shpejtësinë e lëvizjes dhe pozicionin e komponentëve aktivizues sipas sinjaleve të komandës, dhe mund të realizojë trajektoren e lëvizjes së sintetizuar nga disa komponentë aktivizues që lëvizin sipas rregullave të caktuara. Kjo kërkon që sistemi servo të ketë një shkallë të lartë saktësie, stabiliteti dhe aftësi reagimi të shpejtë.
Në qendrat moderne të përpunimit, sistemi servo luan një rol vendimtar. Ai përbëhet nga qarqe servo, pajisje servo-drejtimi, mekanizma mekanikë transmetimi dhe komponentë aktivizues.
Funksioni kryesor i sistemit servo është të marrë sinjalet e komandës së shpejtësisë së furnizimit dhe zhvendosjes të lëshuara nga sistemi i kontrollit numerik. Së pari, qarku i drejtimit servo do të kryejë konvertime të caktuara dhe amplifikim të fuqisë në këto sinjale komande. Pastaj, nëpërmjet pajisjeve të drejtimit servo, siç janë motorët hapës, motorët servo DC, motorët servo AC, etj., dhe mekanizmat mekanikë të transmetimit, komponentët aktivizues, siç janë tavolina e punës e makinës dhe koka e boshtit, drejtohen për të arritur furnizimin e punës dhe lëvizjen e shpejtë. Mund të thuhet se në makinat e kontrollit numerik, pajisja CNC është si "truri" që lëshon komanda, ndërsa sistemi servo është mekanizmi ekzekutiv, si "gjymtyrët" e makinës së kontrollit numerik, dhe mund të ekzekutojë me saktësi komandat e lëvizjes nga pajisja CNC.
Krahasuar me sistemet e drejtimit të makinerive të përgjithshme, sistemi servo i qendrave të përpunimit ka ndryshime thelbësore. Ai mund të kontrollojë me saktësi shpejtësinë e lëvizjes dhe pozicionin e komponentëve aktivizues sipas sinjaleve të komandës, dhe mund të realizojë trajektoren e lëvizjes së sintetizuar nga disa komponentë aktivizues që lëvizin sipas rregullave të caktuara. Kjo kërkon që sistemi servo të ketë një shkallë të lartë saktësie, stabiliteti dhe aftësi reagimi të shpejtë.
II. Kërkesat për sistemet servo
- Saktësi e lartë
Makinat me kontroll numerik përpunojnë automatikisht sipas një programi të paracaktuar. Prandaj, për të përpunuar pjesë pune me precizion të lartë dhe cilësi të lartë, vetë sistemi servo duhet të ketë precizion të lartë. Në përgjithësi, precizioni duhet të arrijë nivelin e mikronit. Kjo ndodh sepse në prodhimin modern, kërkesat për precizion për pjesët e punës po bëhen gjithnjë e më të larta. Sidomos në fusha të tilla si industria ajrore, prodhimi i automobilave dhe pajisjet elektronike, edhe një gabim i vogël mund të çojë në pasoja të rënda.
Për të arritur kontroll me precizion të lartë, sistemi servo duhet të përdorë teknologji të përparuara sensorësh, të tilla si enkoderë dhe vizore rrjetash, për të monitoruar pozicionin dhe shpejtësinë e komponentëve që aktivizohen në kohë reale. Në të njëjtën kohë, pajisja servo duhet të ketë gjithashtu një algoritëm kontrolli me precizion të lartë për të kontrolluar me saktësi shpejtësinë dhe çift rrotulluesin e motorit. Përveç kësaj, precizioni i mekanizmit mekanik të transmetimit ka gjithashtu një ndikim të rëndësishëm në precizionin e sistemit servo. Prandaj, gjatë projektimit dhe prodhimit të qendrave të përpunimit, është e nevojshme të zgjidhen komponentë transmetimi me precizion të lartë, të tilla si vida me sfera dhe udhëzues linearë, për të siguruar kërkesat e precizionit të sistemit servo. - Përgjigje me shpejtësi të lartë
Përgjigja e shpejtë është një nga shenjat e rëndësishme të cilësisë dinamike të sistemit servo. Kjo kërkon që sistemi servo të ketë një gabim të vogël pas sinjalit të komandës, të ketë përgjigje të shpejtë dhe stabilitet të mirë. Në mënyrë specifike, kërkohet që pas një inputi të caktuar, sistemi të arrijë ose të rivendosë gjendjen fillestare të qëndrueshme në një kohë të shkurtër, përgjithësisht brenda 200ms ose edhe dhjetëra milisekondave.
Aftësia e reagimit të shpejtë ka një ndikim të rëndësishëm në efikasitetin e përpunimit dhe cilësinë e qendrave të përpunimit. Në përpunimin me shpejtësi të lartë, koha e kontaktit midis mjetit dhe pjesës së punës është shumë e shkurtër. Sistemi servo duhet të jetë në gjendje t'i përgjigjet shpejt sinjalit të komandës dhe të rregullojë pozicionin dhe shpejtësinë e mjetit për të siguruar saktësinë e përpunimit dhe cilësinë e sipërfaqes. Në të njëjtën kohë, kur përpunohen pjesë pune me forma komplekse, sistemi servo duhet të jetë në gjendje t'i përgjigjet shpejt ndryshimeve të sinjaleve të komandës dhe të realizojë kontrollin e lidhjes shumë-aksore për të siguruar saktësinë dhe efikasitetin e përpunimit.
Për të përmirësuar aftësinë e reagimit të shpejtë të sistemit servo, duhet të përdoren pajisje servo me performancë të lartë dhe algoritme kontrolli. Për shembull, përdorimi i servomotorëve AC, të cilët kanë shpejtësi të lartë reagimi, çift rrotullues të madh dhe gamë të gjerë rregullimi të shpejtësisë, mund të përmbushë kërkesat e përpunimit me shpejtësi të lartë të qendrave të përpunimit. Në të njëjtën kohë, miratimi i algoritmeve të kontrollit të avancuara si kontrolli PID, kontrolli fuzzy dhe kontrolli i rrjetit nervor mund të përmirësojë shpejtësinë e reagimit dhe stabilitetin e sistemit servo. - Diapazon i madh rregullimi të shpejtësisë
Për shkak të mjeteve të ndryshme prerëse, materialeve të pjesës së punës dhe kërkesave të përpunimit, për të siguruar që makinat me kontroll numerik të mund të arrijnë kushtet më të mira të prerjes në çdo rrethanë, sistemi servo duhet të ketë një gamë të mjaftueshme rregullimi të shpejtësisë. Ai mund të përmbushë si kërkesat e përpunimit me shpejtësi të lartë ashtu edhe kërkesat e furnizimit me shpejtësi të ulët.
Në përpunimin me shpejtësi të lartë, sistemi servo duhet të jetë në gjendje të ofrojë shpejtësi dhe përshpejtim të lartë për të përmirësuar efikasitetin e përpunimit. Ndërsa në furnizimin me shpejtësi të ulët, sistemi servo duhet të jetë në gjendje të ofrojë çift rrotullues të qëndrueshëm me shpejtësi të ulët për të siguruar saktësinë e përpunimit dhe cilësinë e sipërfaqes. Prandaj, diapazoni i rregullimit të shpejtësisë së sistemit servo në përgjithësi duhet të arrijë disa mijëra ose edhe dhjetëra mijëra rrotullime në minutë.
Për të arritur një gamë të gjerë rregullimi të shpejtësisë, duhet të përdoren pajisje servo me performancë të lartë dhe metoda rregullimi të shpejtësisë. Për shembull, përdorimi i teknologjisë së rregullimit të shpejtësisë me frekuencë të ndryshueshme AC mund të realizojë rregullim të pandryshueshëm të shpejtësisë së motorit, me një gamë të gjerë rregullimi të shpejtësisë, efikasitet të lartë dhe besueshmëri të mirë. Në të njëjtën kohë, miratimi i algoritmeve të kontrollit të avancuara, siç janë kontrolli vektorial dhe kontrolli i drejtpërdrejtë i çift rrotullues, mund të përmirësojë performancën dhe efikasitetin e rregullimit të shpejtësisë së motorit. - Besueshmëri e lartë
Shkalla e funksionimit të makinave me kontroll numerik është shumë e lartë dhe ato shpesh punojnë vazhdimisht për 24 orë. Prandaj, ato duhet të punojnë në mënyrë të besueshme. Besueshmëria e sistemit shpesh bazohet në vlerën mesatare të gjatësisë së intervaleve kohore midis dështimeve, domethënë në kohën mesatare pa dështim. Sa më e gjatë të jetë kjo kohë, aq më mirë.
Për të përmirësuar besueshmërinë e sistemit servo, duhet të përdoren komponentë me cilësi të lartë dhe procese të përparuara prodhimi. Në të njëjtën kohë, nevojiten testime dhe kontrolle të rrepta të cilësisë së sistemit servo për të siguruar performancën e tij të qëndrueshme dhe të besueshme. Përveç kësaj, duhet të përdoren teknologji të projektimit të tepërta dhe të diagnostikimit të defekteve për të përmirësuar tolerancën ndaj defekteve dhe aftësitë e diagnostikimit të defekteve të sistemit, në mënyrë që ai të mund të riparohet në kohë kur ndodh një defekt dhe të sigurohet funksionimi normal i qendrës së përpunimit. - Çift rrotullues i madh në shpejtësi të ulët
Makinat me kontroll numerik shpesh kryejnë prerje të rënda me shpejtësi të ulët. Prandaj, sistemi servo i furnizimit duhet të ketë një çift rrotullues të madh në shpejtësi të ulëta për të përmbushur kërkesat e përpunimit të prerjes.
Gjatë prerjes së rëndë, forca e prerjes midis mjetit dhe pjesës së punës është shumë e madhe. Sistemi servo duhet të jetë në gjendje të ofrojë çift rrotullues të mjaftueshëm për të kapërcyer forcën e prerjes dhe për të siguruar përparimin e qetë të përpunimit. Për të arritur prodhim me çift rrotullues të lartë me shpejtësi të ulët, duhet të përdoren pajisje dhe motorë servo me performancë të lartë. Për shembull, përdorimi i motorëve sinkronë me magnet të përhershëm, të cilët kanë dendësi të lartë çift rrotullues, efikasitet të lartë dhe besueshmëri të mirë, mund të përmbushë kërkesat e qendrave të përpunimit me çift rrotullues të lartë me shpejtësi të ulët. Në të njëjtën kohë, miratimi i algoritmeve të kontrollit të avancuar, siç është kontrolli i drejtpërdrejtë i çift rrotullues, mund të përmirësojë aftësinë e prodhimit të çift rrotullues dhe efikasitetin e motorit.
Si përfundim, sistemi servo i qendrave të përpunimit është një pjesë e rëndësishme e makinave të kontrollit numerik. Performanca e tij ndikon drejtpërdrejt në saktësinë e përpunimit, efikasitetin dhe besueshmërinë e qendrave të përpunimit. Prandaj, gjatë projektimit dhe prodhimit të qendrave të përpunimit, përbërja dhe kërkesat e sistemit servo duhet të merren plotësisht në konsideratë, dhe duhet të zgjidhen teknologji dhe pajisje të përparuara për të përmirësuar performancën dhe cilësinë e sistemit servo dhe për të përmbushur nevojat e zhvillimit të prodhimit modern.