Servo mühərrikləri CNC performansı üçün nə vaxt vacib olur

CNC sualı metçdən başlayır

Servo mühərriklər CNC maşınları üçün çox vaxt bahalı təkmilləşdirmə kimi müzakirə olunur. Bu təsvir daha mühüm mühəndislik sualını nəzərdən qaçırır.

Əsl məsələ maşının sinxronluğu, mövqeyi və ya istehsal sabitliyini itirmədən tələb olunan prosesi başa çatdıra bilib-bilməməsidir.

Sərt yiv açma bu fərqi dərhal üzə çıxarır. Tam yiv açma dövrü ərzində şpindelin fırlanması və Z oxunun verişi sinxron qalmalıdır.

Hər bir şpindel dövrü proqramlaşdırılmış oxboyu hərəkətə uyğun gəlməlidir. Bu hərəkət tələb olunan yiv addımına dəqiq uyğun olmalıdır.

Açıq dövrəli hərəkət sistemi əmr edilmiş hərəkətin həqiqətən baş verib-vermədiyini təsdiqləyə bilməz. İstənilən buraxılmış hərəkət yivə zərər verə və ya metçi sındıra bilər.

Şəkil 1. Uğurlu sərt yiv açma əməliyyatı daxilolma, istiqamətin dəyişdirilməsi və geri çıxma zamanı proqramlaşdırılmış yiv addımının qorunmasından asılıdır.

Servo şpindel faktiki mövqeyini bildirmək üçün enkoder əks əlaqəsindən istifadə edir. Buna görə CNC kontrolleri şpindelin fırlanmasını Z oxunun hərəkəti ilə koordinasiya edə bilər.

Deşiyin dibində şpindel idarə olunan mövqedə əks istiqamətdə fırlana bilər. Bundan sonra metç mövcud yiv yolu ilə xaricə doğru hərəkət edir.

Bu koordinasiya üzən metç tutucularından asılılığı azaldır. O, həmçinin fasiləsiz istehsal zamanı təkrarlana bilən, avtomatlaşdırılmış yiv açılmasını dəstəkləyir.

Qapalı dövrəli əks əlaqə hərəkət sistemini dəyişir

Kontroller mühərrikin əslində nə etdiyini bilir

Addım mühərriki əmr edilmiş artımlarla hərəkət edir. Əsas açıq dövrəli sistemdə kontroller əmr edilmiş hər addımın tamamlandığını fərz edir.

Yüklər proqnozlaşdırılan olaraq qaldıqda bu fərziyyə işləyir. Əməliyyat zamanı kəsmə qüvvələri, sürətlənmə və ya maşın sürtünməsi dəyişdikdə isə bu, riskli olur.

Servo mühərriki enkoderi vasitəsilə mövqeyi fasiləsiz bildirir. Kontroller əmr edilmiş mövqeyi ölçülmüş mövqelə müqayisə edir.

Xəta yarandıqda, ötürücü mühərrikin çıxışını tənzimləyə bilər. Bu korreksiya maşın işləməyə davam edərkən həyata keçirilir.

Nəticədə dəyişən yüklər altında mövqeyə nəzarət güclənir. Bu, həmçinin sürətli sürətlənmə və mürəkkəb alət trayektoriyaları zamanı təkrarlanma qabiliyyətini yaxşılaşdırır.

Üstünlüyü yalnız sürət izah etmir

Servo sistemləri daha yüksək fırlanma sürətləri üçün tez-tez seçilir. Lakin idarə olunan fırlanma momenti və mövqenin bərpası da eyni dərəcədə vacibdir.

Maşın oxu əmr edilmiş mövqeyi itirmədən sürətlənməli, yavaşlamalı və sabitləşməlidir. Qısa istehsal dövrləri zamanı bu tələblər artır.

Tam hərəkət arxitekturalarını qiymətləndirən oxucular sənaye maşınlarında istifadə olunan mövcud ötürücüləri və hərəkətə nəzarət komponentlərini də nəzərdən keçirə bilərlər.

Şəkil 2. Enkoder bağlantısı əks əlaqə ilə idarə olunan servo sistemini əsas açıq dövrəli addımlı quruluşdan fərqləndirir.

Addımlı mühərriklər hələ də özünəməxsus yerə malikdir

Addımlı mühərriklər daha aşağı sistem xərci ilə praktik hərəkət idarəetməsi təmin etdikləri üçün geniş istifadə olunmağa davam edir.

Onlar daha az əks əlaqə komponenti tələb edir və ümumiyyətlə konfiqurasiya edilməsi daha asandır. Bu sadəlik giriş səviyyəli maşınlara və məhdud istehsal mühitlərinə fayda verir.

Tipik tətbiqlərə qravür, 3D çap, PCB emalı, ağacın frezlənməsi və prototip istehsalı daxildir.

Bu tətbiqlərdə adətən orta sürətlərdən və proqnozlaşdırıla bilən yüklərdən istifadə olunur. Onların mövqeləndirmə tələbləri tam servo arxitekturasını əsaslandırmaya bilər.

Bu maşınlar üçün düzgün ölçüləndirilmiş addımlı mühərrik qənaətbəxş performans təmin edə bilər. Daha aşağı alış qiyməti avadanlığın əlçatanlığını da artırır.

Tətbiq həmin iş şəraitindən kənara çıxdıqda problemlər yaranır. Addımlı mühərrik idarəediciyə bildiriş göndərmədən mövqeyini itirə bilər.

Bu, həmçinin əhəmiyyətli istilik yarada bilər, çünki bir çox sistem mühərrik az yük daşıdığı halda belə yüksək cərəyanı qoruyur.

Daha yüksək kəsmə qüvvələri addımların buraxılması riskini artıra bilər. Nəticədə yaranan xəta hazır detal yoxlanana qədər gizli qala bilər.

İstehsal tələbləri servonun üstünlüyünü üzə çıxarır

Servo mühərriklər maşının məhsuldarlığı, qüsurlu məhsul göstəriciləri və ya alətin xidmət müddəti istehsal həcminə birbaşa təsir etdikdə getdikcə daha dəyərli olur.

Sərt yiv açma bunun bariz nümunəsidir. Digər tətbiqlərə dəqiq frezləmə, metal torna emalı, plazma ilə kəsmə, robototexnika və yüksək sürətli material daşınması daxildir.

Bu proseslər iki nöqtə arasındakı hərəkətdən daha artığını tələb edir. Onlar dəyişən mexaniki şərait zamanı idarə olunan hərəkət tələb edir.

Metal kəsən CNC frez dəzgahında yükdə qəfil dəyişikliklər baş verə bilər. Servo sistemi yaranmaqda olan mövqe xətasını müəyyən edib ötürücü vasitəsilə cavab verə bilər.

Sənaye robotu minlərlə iş dövrü ərzində hərəkətləri təkrarlamalıdır. Enkoder əks əlaqəsi yüklər dəyişdikcə bu təkrarlanma dəqiqliyini qorumağa kömək edir.

İstehsal torna dəzgahı şpindelin və oxların hərəkətini əlaqələndirməlidir. Qapalı dövrəli idarəetmə tələbkar emal əməliyyatları zamanı daha dəqiq sinxronizasiyanı təmin edir.

Şəkil 3. Enkoder ölçmələri servo sürücüsünə hərəkət xətalarını düzəldilməmiş mövqeləndirmə itkilərinə çevrilməzdən əvvəl aşkarlamağa imkan verir.

İstilik davranışı etibarlılığa da təsir edir

Servo mühərrik, bir qayda olaraq, tələb olunan fırlanma momentinə uyğun cərəyan çəkir. Boşda və ya az yüklə işləmə zamanı cərəyan tələbi azala bilər.

Bir çox step sistemi faktiki mexaniki yükdən asılı olmayaraq əhəmiyyətli cərəyanı qoruyur. Bu iş rejimi lazımsız istilik yarada bilər.

Daha az istilik avtomatik olaraq maşının daha uzun ömür sürəcəyinə zəmanət vermir. Lakin istiliyə nəzarət mühərriklər, sürücülər, podşipniklər və yaxınlıqdakı elektronika üçün vacib olaraq qalır.

Bu səbəbdən istilik yaranmasının azalması daha sabit işləməni dəstəkləyə bilər. Faydası uzunmüddətli istehsal növbələri zamanı daha əhəmiyyətli olur.

Maşın istehsalçıları ölçülə bilən hərəkətə yönəlirlər

Daha geniş hərəkət idarəetməsi bazarı performansı güman etmək əvəzinə ölçən sistemlərə tədricən yönəlir.

Maşın istehsalçıları istehsal keyfiyyəti pisləşməzdən əvvəl hərəkət xətalarını müəyyən etmək üçün getdikcə daha çox enkoder əks əlaqəsindən, sürücü diaqnostikasından və kontroller məlumatlarından istifadə edirlər.

Bu tendensiya step mühərriklərinin yox olacağı demək deyil. Prosesin proqnozlaşdırılan olaraq qaldığı xərcə həssas maşınlarda onlardan istifadə davam edəcək.

Lakin müştərilər indi daha qısa dövrlər, daha dəqiq toleranslar və daha yaxşı istehsal məlumatları gözləyirlər. Bu gözləntilər qapalı dövrəli idarəetməyə üstünlük verir.

Servo sürücüləri texniki xidmətlə bağlı qərarları dəstəkləyə bilən məlumatlar da təqdim edir. Mövqe xətaları və iş məhdudiyyətləri inkişaf edən mexaniki problemləri üzə çıxara bilər.

Əvvəlki nəsil hərəkət avadanlığını dəyişən müəssisələr uyğun təmir və ya sistem yeniləmələri planlaşdırarkən mövcud servo sürücülərini nəzərdən keçirə bilərlər.

Mənim fikrim: Mühərrikin qiymətinə deyil, proses riskinə görə alın

Step və servo mühərrik arasında seçim mühərrikin qiymətindən başlamamalıdır.

Bu, itirilmiş mövqenin, zədələnmiş alətin, yararsız sayılmış komponentin və ya yarımçıq qalmış istehsal dövrünün dəyərindən başlamalıdır.

Yük sabit olduqda və arabir baş verən mövqeləndirmə riskinə yol verilə bildikdə step mühərriki məntiqli seçim olaraq qalır.

Sinxronizasiya, təkrarlana bilmə və yük altında korreksiya əsas proses tələbləri olduqda servo daha münasib seçimə çevrilir.

Sərt yiv açma bu fərqi aydın şəkildə nümayiş etdirir. Əməliyyat güman edilən hərəkətə deyil, yoxlanılmış koordinasiyaya əsaslanır.

İstehsalat səviyyəli CNC avadanlıqları üçün servo idarəetməsi sadəcə premium xüsusiyyət deyil. Çox vaxt bu, proses imkanlarının bir hissəsidir.