«Մեքենաշինական կենտրոնների սերվոհամակարգի կազմի և պահանջների մանրամասն բացատրություն»
I. Մեքենաշինական կենտրոնների սերվո համակարգի կազմը
Ժամանակակից մեքենամշակման կենտրոններում սերվո համակարգը կարևոր դեր է խաղում: Այն կազմված է սերվո շղթաներից, սերվո շարժիչ սարքերից, մեխանիկական փոխանցման մեխանիզմներից և շարժիչ բաղադրիչներից:
Սերվո համակարգի հիմնական գործառույթը թվային կառավարման համակարգի կողմից տրված մատակարարման արագության և տեղաշարժի հրամանային ազդանշանների ընդունումն է: Նախ, սերվո շարժիչի սխեման կիրականացնի որոշակի փոխակերպում և հզորության ուժեղացում այս հրամանային ազդանշանների վրա: Այնուհետև, սերվո շարժիչի սարքերի, ինչպիսիք են քայլային շարժիչները, հաստատուն հոսանքի սերվո շարժիչները, փոփոխական հոսանքի սերվո շարժիչները և այլն, և մեխանիկական փոխանցման մեխանիզմների միջոցով, շարժիչ բաղադրիչները, ինչպիսիք են մեքենագործիքի աշխատանքային սեղանը և իլիկի գլխիկը, գործարկվում են՝ աշխատանքային մատակարարում և արագ շարժում ապահովելու համար: Կարելի է ասել, որ թվային կառավարման մեքենաներում CNC սարքը նման է հրամաններ արձակող «ուղեղին», մինչդեռ սերվո համակարգը գործադիր մեխանիզմ է, ինչպես թվային կառավարման մեքենայի «վերջույթները», և կարող է ճշգրիտ կատարել CNC սարքից եկող շարժման հրամանները:
Համեմատած ընդհանուր հաստոցների շարժիչ համակարգերի հետ, մեքենամշակման կենտրոնների սերվո համակարգը էական տարբերություններ ունի։ Այն կարող է ճշգրիտ կառավարել շարժիչ մասերի շարժման արագությունը և դիրքը՝ համաձայն հրամանի ազդանշանների, և կարող է իրականացնել շարժման հետագիծը՝ սինթեզված մի քանի շարժիչ մասերի կողմից՝ շարժվելով որոշակի կանոնների համաձայն։ Սա պահանջում է, որ սերվո համակարգը ունենա բարձր ճշգրտություն, կայունություն և արագ արձագանքման ունակություն։
Ժամանակակից մեքենամշակման կենտրոններում սերվո համակարգը կարևոր դեր է խաղում: Այն կազմված է սերվո շղթաներից, սերվո շարժիչ սարքերից, մեխանիկական փոխանցման մեխանիզմներից և շարժիչ բաղադրիչներից:
Սերվո համակարգի հիմնական գործառույթը թվային կառավարման համակարգի կողմից տրված մատակարարման արագության և տեղաշարժի հրամանային ազդանշանների ընդունումն է: Նախ, սերվո շարժիչի սխեման կիրականացնի որոշակի փոխակերպում և հզորության ուժեղացում այս հրամանային ազդանշանների վրա: Այնուհետև, սերվո շարժիչի սարքերի, ինչպիսիք են քայլային շարժիչները, հաստատուն հոսանքի սերվո շարժիչները, փոփոխական հոսանքի սերվո շարժիչները և այլն, և մեխանիկական փոխանցման մեխանիզմների միջոցով, շարժիչ բաղադրիչները, ինչպիսիք են մեքենագործիքի աշխատանքային սեղանը և իլիկի գլխիկը, գործարկվում են՝ աշխատանքային մատակարարում և արագ շարժում ապահովելու համար: Կարելի է ասել, որ թվային կառավարման մեքենաներում CNC սարքը նման է հրամաններ արձակող «ուղեղին», մինչդեռ սերվո համակարգը գործադիր մեխանիզմ է, ինչպես թվային կառավարման մեքենայի «վերջույթները», և կարող է ճշգրիտ կատարել CNC սարքից եկող շարժման հրամանները:
Համեմատած ընդհանուր հաստոցների շարժիչ համակարգերի հետ, մեքենամշակման կենտրոնների սերվո համակարգը էական տարբերություններ ունի։ Այն կարող է ճշգրիտ կառավարել շարժիչ մասերի շարժման արագությունը և դիրքը՝ համաձայն հրամանի ազդանշանների, և կարող է իրականացնել շարժման հետագիծը՝ սինթեզված մի քանի շարժիչ մասերի կողմից՝ շարժվելով որոշակի կանոնների համաձայն։ Սա պահանջում է, որ սերվո համակարգը ունենա բարձր ճշգրտություն, կայունություն և արագ արձագանքման ունակություն։
II. Սերվո համակարգերի պահանջները
- Բարձր ճշգրտություն
Թվային կառավարման մեքենաները մշակում են ավտոմատ կերպով՝ նախապես որոշված ծրագրի համաձայն։ Հետևաբար, բարձր ճշգրտության և որակի աշխատանքային մասեր մշակելու համար սերվո համակարգը պետք է ունենա բարձր ճշգրտություն։ Ընդհանուր առմամբ, ճշգրտությունը պետք է հասնի միկրոնային մակարդակի։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ ժամանակակից արտադրության մեջ աշխատանքային մասերի ճշգրտության պահանջները գնալով ավելի են բարձրանում։ Հատկապես այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են ավիատիեզերական արդյունաբերությունը, ավտոմոբիլային արտադրությունը և էլեկտրոնային սարքավորումները, նույնիսկ փոքր սխալը կարող է հանգեցնել լուրջ հետևանքների։
Բարձր ճշգրտության կառավարման հասնելու համար սերվո համակարգը պետք է կիրառի առաջադեմ սենսորային տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են կոդավորիչները և ցանցային քանոնները՝ իրական ժամանակում գործող բաղադրիչների դիրքը և արագությունը վերահսկելու համար: Միևնույն ժամանակ, սերվո շարժիչը պետք է ունենա նաև բարձր ճշգրտության կառավարման ալգորիթմ՝ շարժիչի արագությունը և պտտող մոմենտը ճշգրիտ կառավարելու համար: Բացի այդ, մեխանիկական փոխանցման մեխանիզմի ճշգրտությունը նույնպես կարևոր ազդեցություն ունի սերվո համակարգի ճշգրտության վրա: Հետևաբար, մեքենայական մշակման կենտրոններ նախագծելիս և արտադրելիս անհրաժեշտ է ընտրել բարձր ճշգրտության փոխանցման բաղադրիչներ, ինչպիսիք են գնդիկավոր պտուտակները և գծային ուղեցույցները՝ սերվո համակարգի ճշգրտության պահանջները ապահովելու համար: - Արագ արագության արձագանք
Արագ արձագանքը սերվո համակարգի դինամիկ որակի կարևոր նշաններից մեկն է: Այն պահանջում է, որ սերվո համակարգը հրամանի ազդանշանին հաջորդող փոքր սխալ ունենա, արագ արձագանք և լավ կայունություն: Մասնավորապես, պահանջվում է, որ տրված մուտքային ազդանշանից հետո համակարգը կարողանա հասնել կամ վերականգնել սկզբնական կայուն վիճակը կարճ ժամանակում, սովորաբար 200 մվ-ի կամ նույնիսկ տասնյակ միլիվայրկյանների ընթացքում:
Արագ արձագանքման ունակությունը կարևոր ազդեցություն ունի մեքենամշակման կենտրոնների մշակման արդյունավետության և որակի վրա: Բարձր արագությամբ մեքենամշակման դեպքում գործիքի և մշակվող մասի միջև շփման ժամանակը շատ կարճ է: Սերվո համակարգը պետք է կարողանա արագ արձագանքել հրամանի ազդանշանին և կարգավորել գործիքի դիրքը և արագությունը՝ մշակման ճշգրտությունն ու մակերեսի որակն ապահովելու համար: Միևնույն ժամանակ, բարդ ձևերի մշակվող մասեր մշակելիս սերվո համակարգը պետք է կարողանա արագ արձագանքել հրամանի ազդանշանների փոփոխություններին և իրականացնել բազմաառանցքային կապի կառավարում՝ մշակման ճշգրտությունն ու արդյունավետությունն ապահովելու համար:
Սերվո համակարգի արագ արձագանքման ունակությունը բարելավելու համար անհրաժեշտ է կիրառել բարձր արդյունավետությամբ սերվո շարժիչներ և կառավարման ալգորիթմներ: Օրինակ, արագ արձագանքման արագություն, մեծ պտտող մոմենտ և լայն արագության կարգավորման միջակայք ունեցող AC սերվո շարժիչների օգտագործումը կարող է բավարարել մեքենամշակման կենտրոնների բարձր արագությամբ մեքենայացման պահանջները: Միևնույն ժամանակ, առաջադեմ կառավարման ալգորիթմների, ինչպիսիք են PID կառավարումը, աղոտ կառավարումը և նեյրոնային ցանցի կառավարումը, կիրառումը կարող է բարելավել սերվո համակարգի արձագանքման արագությունը և կայունությունը: - Արագության կարգավորման մեծ միջակայք
Տարբեր կտրող գործիքների, աշխատանքային մասի նյութերի և մշակման պահանջների պատճառով, թվային կառավարման մեքենաների կողմից ցանկացած հանգամանքներում լավագույն կտրման պայմանների ապահովման համար սերվո համակարգը պետք է ունենա արագության կարգավորման բավարար միջակայք։ Այն կարող է բավարարել ինչպես բարձր արագությամբ մեքենայացման պահանջները, այնպես էլ ցածր արագությամբ մատակարարման պահանջները։
Բարձր արագությամբ մեքենամշակման դեպքում սերվո համակարգը պետք է կարողանա ապահովել բարձր արագություն և արագացում՝ մշակման արդյունավետությունը բարելավելու համար: Ցածր արագությամբ մատակարարման դեպքում սերվո համակարգը պետք է կարողանա ապահովել կայուն ցածր արագության պտտող մոմենտ՝ մշակման ճշգրտությունը և մակերեսի որակը ապահովելու համար: Հետևաբար, սերվո համակարգի արագության կարգավորման միջակայքը սովորաբար պետք է հասնի մի քանի հազար կամ նույնիսկ տասնյակ հազարավոր պտույտների մեկ րոպեում:
Արագության կարգավորման մեծ տիրույթ ապահովելու համար անհրաժեշտ է կիրառել բարձր արդյունավետությամբ սերվո շարժիչի սարքեր և արագության կարգավորման մեթոդներ: Օրինակ՝ փոփոխական հաճախականության AC արագության կարգավորման տեխնոլոգիայի կիրառումը կարող է իրականացնել շարժիչի արագության անխափան կարգավորում՝ արագության կարգավորման լայն տիրույթով, բարձր արդյունավետությամբ և լավ հուսալիությամբ: Միևնույն ժամանակ, վեկտորային կառավարման և ուղղակի պտտող մոմենտի կառավարման նման առաջադեմ կառավարման ալգորիթմների կիրառումը կարող է բարելավել շարժիչի արագության կարգավորման աշխատանքը և արդյունավետությունը: - Բարձր հուսալիություն
Թվային կառավարման մեքենաների աշխատանքային հաճախականությունը շատ բարձր է, և դրանք հաճախ աշխատում են անընդմեջ 24 ժամ։ Հետևաբար, դրանք պարտավոր են աշխատել հուսալիորեն։ Համակարգի հուսալիությունը հաճախ հիմնված է խափանումների միջև ընկած ժամանակային միջակայքերի միջին արժեքի, այսինքն՝ առանց խափանումների միջին ժամանակի վրա։ Որքան երկար է այս ժամանակը, այնքան լավ։
Սերվո համակարգի հուսալիությունը բարելավելու համար անհրաժեշտ է կիրառել բարձրորակ բաղադրիչներ և առաջադեմ արտադրական գործընթացներ: Միաժամանակ, սերվո համակարգի խիստ փորձարկում և որակի վերահսկողություն է անհրաժեշտ՝ դրա կայուն և հուսալի աշխատանքն ապահովելու համար: Բացի այդ, անհրաժեշտ է կիրառել նախագծման և խափանումների ախտորոշման ավելորդ տեխնոլոգիաներ՝ համակարգի խափանումների նկատմամբ հանդուրժողականությունը և խափանումների ախտորոշման հնարավորությունները բարելավելու համար, որպեսզի այն կարողանա ժամանակին վերանորոգվել խափանման առաջացման դեպքում և ապահովել մեքենամշակման կենտրոնի բնականոն գործունեությունը: - Մեծ պտտող մոմենտ ցածր արագությամբ
Թվային կառավարման մեքենաները հաճախ կատարում են ծանր կտրվածքներ ցածր արագություններով: Հետևաբար, կտրման գործընթացի պահանջները բավարարելու համար սնուցող սերվո համակարգը պետք է ունենա մեծ պտտող մոմենտ ցածր արագությունների դեպքում:
Ծանր կտրման ժամանակ գործիքի և աշխատանքային մասի միջև կտրող ուժը շատ մեծ է: Սերվո համակարգը պետք է կարողանա ապահովել բավարար պտտող մոմենտ՝ կտրող ուժը հաղթահարելու և մշակման սահուն ընթացքն ապահովելու համար: Ցածր արագությամբ բարձր պտտող մոմենտի ելքի հասնելու համար անհրաժեշտ է օգտագործել բարձր արդյունավետությամբ սերվո շարժիչներ և շարժիչներ: Օրինակ, մշտական մագնիսով սինխրոն շարժիչների օգտագործումը, որոնք ունեն բարձր պտտող մոմենտի խտություն, բարձր արդյունավետություն և լավ հուսալիություն, կարող է բավարարել մեքենամշակման կենտրոնների ցածր արագությամբ բարձր պտտող մոմենտի պահանջները: Միևնույն ժամանակ, առաջադեմ կառավարման ալգորիթմների, ինչպիսիք են ուղղակի պտտող մոմենտի կառավարումը, կիրառումը կարող է բարելավել պտտող մոմենտի ելքի ունակությունը և շարժիչի արդյունավետությունը:
Ամփոփելով՝ մեքենամշակման կենտրոնների սերվո համակարգը թվային կառավարման մեքենաների կարևոր մասն է կազմում: Դրա աշխատանքը անմիջականորեն ազդում է մեքենամշակման կենտրոնների մշակման ճշգրտության, արդյունավետության և հուսալիության վրա: Հետևաբար, մեքենամշակման կենտրոնների նախագծման և արտադրության ժամանակ անհրաժեշտ է լիովին հաշվի առնել սերվո համակարգի կազմը և պահանջները, և ընտրել առաջադեմ տեխնոլոգիաներ և սարքավորումներ՝ սերվո համակարգի աշխատանքը և որակը բարելավելու և ժամանակակից արտադրության զարգացման կարիքները բավարարելու համար: