Сервоқозғалтқыштар CNC өнімділігі үшін қашан таптырмас болады

CNC сұрағы метчиктен басталады

Сервоқозғалтқыштар CNC машиналары үшін қымбат жаңарту ретінде жиі қарастырылады. Бұл сипаттама маңыздырақ инженерлік сұрақты ескермейді.

Нақты мәселе — машинаның синхрондауды, позицияны немесе өндірістің тұрақтылығын жоғалтпай, қажетті процесті аяқтай алуы.

Қатаң бұранда кесу бұл айырмашылықты бірден көрсетеді. Толық бұранда кесу циклі бойы шпиндельдің айналуы мен Z осінің берілісі синхронды болып қалуы тиіс.

Шпиндельдің әрбір айналымы бағдарламаланған осьтік қозғалысқа сәйкес келуі тиіс. Бұл қозғалыс қажетті бұранда қадамына дәл сәйкес болуы керек.

Ашық контурлы қозғалыс жүйесі берілген қозғалыстың іс жүзінде орындалғанын растай алмайды. Кез келген орындалмай қалған қозғалыс бұранданы зақымдауы немесе метчикті сындыруы мүмкін.

1-сурет. Қатаң бұранда кесудің сәтті орындалуы кіргізу, кері айналдыру және шығару кезінде бағдарламаланған бұранда қадамын сақтауға байланысты.

Серво шпиндель нақты позициясын энкодердің кері байланысы арқылы хабарлайды. Сондықтан CNC контроллері шпиндельдің айналуын Z осінің қозғалысымен үйлестіре алады.

Тесіктің түбінде шпиндель басқарылатын позицияда кері айнала алады. Содан кейін метчик бар бұранда жолымен сыртқа қарай қозғалады.

Бұл үйлестіру қалқымалы метчик ұстағыштарға тәуелділікті азайтады. Сондай-ақ үздіксіз өндіріс кезінде қайталанатын автоматтандырылған бұранда кесуді қолдайды.

Кері байланысы жабық жүйе қозғалыс жүйесін өзгертеді

Контроллер қозғалтқыштың нақты не істегенін біледі

Қадамдық қозғалтқыш берілген қадамдармен қозғалады. Қарапайым ашық контурлы жүйеде контроллер берілген әр қадам орындалды деп есептейді.

Жүктемелер болжамды болып қалса, бұл болжам жұмыс істейді. Бірақ жұмыс барысында кесу күштері, үдеу немесе машина үйкелісі өзгерсе, ол қауіпті болады.

Сервоқозғалтқыш энкодері арқылы өз позициясын үздіксіз хабарлап отырады. Контроллер берілген позицияны өлшенген позициямен салыстырады.

Қате пайда болғанда, жетек қозғалтқыштың шығыс параметрлерін реттей алады. Бұл түзету машина жұмысын жалғастырып тұрған кезде орындалады.

Нәтижесінде жүктеме өзгерген кезде позицияны басқару күшейеді. Сондай-ақ жылдам үдеу мен күрделі құрал траекториялары кезінде қайталанғыштық жақсарады.

Артықшылықты тек жылдамдықпен түсіндіру мүмкін емес

Серво жүйелері көбіне айналу жылдамдығы жоғары болғандықтан таңдалады. Алайда басқарылатын айналдыру моменті мен позицияны қалпына келтіру де дәл сондай маңызды.

Машина осі берілген орнын жоғалтпай, үдеуі, баяулауы және тұрақталуы тиіс. Бұл талаптар қысқа өндірістік циклдер кезінде арта түседі.

Толық қозғалыс архитектураларын бағалайтын оқырмандар өнеркәсіптік машиналарда қолданылатын қолжетімді жетектер мен қозғалысты басқару компоненттерін де қарастыра алады.

2-сурет. Энкодер қосылымы кері байланыспен басқарылатын серво жүйесін негізгі ашық контурлы қадамдық құрылымнан ерекшелейді.

Қадамдық қозғалтқыштардың әлі де өз орны бар

Қадамдық қозғалтқыштар жүйенің төмен құны жағдайында практикалық қозғалысты басқаруды ұсынатындықтан, әлі де кеңінен қолданылады.

Оларға кері байланыс компоненттері азырақ қажет және оларды әдетте конфигурациялау оңайырақ. Бұл қарапайымдылық бастапқы деңгейдегі машиналар мен өндіріс көлемі шектеулі орталарға тиімді.

Әдеттегі қолданыстарға гравюралау, 3D басып шығару, ПХД өңдеу, ағашты фрезерлеу және прототиптер жасау жатады.

Бұл қолданбаларда көбіне орташа жылдамдықтар мен болжамды жүктемелер пайдаланылады. Олардың позициялау талаптары толық серво архитектурасын ақтамауы мүмкін.

Бұл машиналар үшін дұрыс таңдалған қадамдық қозғалтқыш қанағаттанарлық өнімділікті қамтамасыз ете алады. Сатып алу құнының төмен болуы жабдықтың қолжетімділігін де арттырады.

Қолданба осы жұмыс жағдайларынан асқанда, мәселелер туындайды. Қадамдық қозғалтқыш контроллерге хабарламай-ақ позициясын жоғалтуы мүмкін.

Сондай-ақ ол едәуір жылу бөлуі мүмкін, өйткені көптеген жүйелер қозғалтқыш аз жүктеме көтеріп тұрғанда да жоғары токты ұстап тұрады.

Кесу күштерінің артуы қадамдардың өткізіліп кету қаупін одан әрі күшейтуі мүмкін. Нәтижесінде пайда болған қате дайын бөлшек тексерілгенге дейін байқалмай қалуы ықтимал.

Өндіріс талаптары серво жүйесінің артықшылығын көрсетеді

Серво қозғалтқыштары машина өнімділігі тікелей өткізу қабілетіне, ақау деңгейіне немесе құралдың қызмет ету мерзіміне әсер еткенде барған сайын құнды бола түседі.

Қатаң бұрандалы ойық кесу — соның айқын мысалы. Басқа қолданыстарға дәлме-дәл фрезерлеу, металды жону, плазмалық кесу, робот техникасы және материалдарды жоғары жылдамдықпен тасымалдау жатады.

Бұл процестер екі нүкте арасындағы қозғалыстан да көп нәрсені талап етеді. Олар өзгермелі механикалық жағдайларда басқарылатын қозғалысты қажет етеді.

Металды кесіп жатқан CNC фрезерлік станогында жүктеме кенет өзгеруі мүмкін. Серво жүйесі пайда болып келе жатқан позиция қателігін анықтап, жетек арқылы әрекет ете алады.

Өнеркәсіптік робот мыңдаған жұмыс циклі бойы қозғалыстарды қайталауы керек. Энкодердің кері байланысы жүктеме өзгерген кезде осы қайталанғыштықты сақтауға көмектеседі.

Өндірістік жону станогы шпиндель мен осьтердің қозғалысын үйлестіруі керек. Жабық контурлы басқару күрделі механикалық өңдеу операциялары кезінде дәлірек синхрондауды қамтамасыз етеді.

3-сурет. Энкодер өлшемдері серво жетегіне қозғалыс қателерін олар түзетілмейтін позиция жоғалтуларына айналмай тұрып анықтауға мүмкіндік береді.

Жылулық сипаттамалар сенімділікке де әсер етеді

Сервоқозғалтқыш әдетте қажетті айналу моментіне сәйкес ток тұтынады. Бос жүріс немесе төмен жүктеме кезінде токқа деген қажеттілік азаюы мүмкін.

Көптеген қадамдық жүйелер нақты механикалық жүктемеге қарамастан айтарлықтай токты сақтайды. Мұндай жұмыс үлгісі қажетсіз жылу тудыруы мүмкін.

Жылудың аз болуы машинаның қызмет ету мерзімін автоматты түрде ұзартуға кепілдік бермейді. Дегенмен жылуды бақылау қозғалтқыштар, жетектер, мойынтіректер және жақын орналасқан электроника үшін маңызды болып қала береді.

Осылайша жылудың аз бөлінуі тұрақтырақ жұмыс істеуге ықпал етеді. Бұл артықшылық ұзақ өндірістік ауысымдар кезінде айқынырақ байқалады.

Машина жасаушылар өлшенетін қозғалысқа бет бұруда

Қозғалысты басқарудың кеңірек нарығы өнімділікті болжаудың орнына өлшейтін жүйелерге біртіндеп бет алып келеді.

Машина жасаушылар өндіріс сапасы төмендемей тұрып қозғалыс қателерін анықтау үшін энкодер кері байланысын, жетек диагностикасын және контроллер деректерін барған сайын көбірек пайдаланып келеді.

Бұл үрдіс қадамдық қозғалтқыштар жоғалып кетеді дегенді білдірмейді. Процесс болжамды болып қала беретін шығынға сезімтал машиналарда оларды қолдану жалғаса береді.

Алайда қазір тұтынушылар қысқарақ циклдерді, қатаңырақ төзімділіктерді және өндіріс туралы сапалырақ деректерді күтеді. Бұл талаптар тұйық контурлы басқаруды қолдайды.

Серво жетектері техникалық қызмет көрсету туралы шешімдерді қолдайтын ақпаратты да береді. Позиция қателері мен жұмыс шектері дамып келе жатқан механикалық ақауларды анықтауы мүмкін.

Ескірген қозғалыс жабдықтарын ауыстырып жатқан зауыттар үйлесімді жөндеу жұмыстарын немесе жүйе жаңартуларын жоспарлау кезінде қолжетімді серво жетектерін қарастыра алады.

Менің көзқарасым: қозғалтқыш бағасына емес, процесс тәуекеліне қарай сатып алыңыз

Қадамдық және сервоқозғалтқыш арасындағы таңдау қозғалтқыш бағасынан басталмауы керек.

Ол жоғалған позицияның, зақымдалған құралдың, жарамсыз бөлшектің немесе үзілген өндірістік циклдің құнынан басталуы керек.

Жүктеме тұрақты болып, позициялаудағы кездейсоқ қателікке жол берілсе, қадамдық қозғалтқыш орынды таңдау болып қала береді.

Синхрондау, қайталанғыштық және жүктеме кезіндегі түзету процестің маңызды талаптары болғанда, серво анағұрлым дұрыс таңдау болады.

Қатаң бұранда кесу бұл айырмашылықты анық көрсетеді. Операция болжамды қозғалысқа емес, тексерілген үйлесімділікке байланысты.

Өндірістік деңгейдегі CNC жабдығы үшін сервобасқару жай ғана премиум мүмкіндік емес. Ол көбіне процестің мүмкіндіктерінің бір бөлігі болып табылады.