"Mekanizazio-zentroetarako servo-sistemaren osaera eta eskakizunen azalpen zehatza"
I. Mekanizazio-zentroetarako servo-sistemaren osaera
Mekanizazio-zentro modernoetan, servo-sistemak funtsezko zeregina du. Servo-zirkuituek, servo-eragile gailuek, transmisio-mekanismo mekanikoek eta aktuazio-osagaiek osatzen dute.
Servo sistemaren funtzio nagusia zenbakizko kontrol sistemak emandako aurrerapen abiadura eta desplazamendu komando seinaleak jasotzea da. Lehenik eta behin, servo unitate zirkuituak zenbait bihurketa eta potentzia anplifikazio egingo ditu komando seinale horietan. Ondoren, servo unitate gailuen bidez, hala nola pauso motorrak, korronte zuzeneko servo motorrak, korronte alternoko servo motorrak, etab., eta transmisio mekanikoko mekanismoen bidez, aktuazio osagaiak, hala nola makina-erremintaren lan-mahaia eta ardatzaren buru-burua, mugitzen dira lanaren aurrerapena eta mugimendu azkarra lortzeko. Esan daiteke zenbakizko kontrol makinetan, CNC gailua aginduak ematen dituen "garuna" bezalakoa dela, servo sistema, berriz, exekuzio mekanismoa dela, zenbakizko kontrol makinaren "adarrak" bezala, eta CNC gailuaren mugimendu komandoak zehaztasunez exekutatu ditzakeela.
Makina-erreminta orokorren eragingailu-sistemekin alderatuta, mekanizazio-zentroen servo-sistemak funtsezko desberdintasunak ditu. Agindu-seinaleen arabera zehaztasunez kontrola ditzake aktuazio-osagaien mugimendu-abiadura eta posizioa, eta arau jakin batzuen arabera mugitzen diren hainbat aktuazio-osagaik sintetizatutako mugimendu-ibilbidea gauzatu dezake. Horrek eskatzen du servo-sistemak zehaztasun, egonkortasun eta erantzun azkarreko gaitasun handia izatea.
Mekanizazio-zentro modernoetan, servo-sistemak funtsezko zeregina du. Servo-zirkuituek, servo-eragile gailuek, transmisio-mekanismo mekanikoek eta aktuazio-osagaiek osatzen dute.
Servo sistemaren funtzio nagusia zenbakizko kontrol sistemak emandako aurrerapen abiadura eta desplazamendu komando seinaleak jasotzea da. Lehenik eta behin, servo unitate zirkuituak zenbait bihurketa eta potentzia anplifikazio egingo ditu komando seinale horietan. Ondoren, servo unitate gailuen bidez, hala nola pauso motorrak, korronte zuzeneko servo motorrak, korronte alternoko servo motorrak, etab., eta transmisio mekanikoko mekanismoen bidez, aktuazio osagaiak, hala nola makina-erremintaren lan-mahaia eta ardatzaren buru-burua, mugitzen dira lanaren aurrerapena eta mugimendu azkarra lortzeko. Esan daiteke zenbakizko kontrol makinetan, CNC gailua aginduak ematen dituen "garuna" bezalakoa dela, servo sistema, berriz, exekuzio mekanismoa dela, zenbakizko kontrol makinaren "adarrak" bezala, eta CNC gailuaren mugimendu komandoak zehaztasunez exekutatu ditzakeela.
Makina-erreminta orokorren eragingailu-sistemekin alderatuta, mekanizazio-zentroen servo-sistemak funtsezko desberdintasunak ditu. Agindu-seinaleen arabera zehaztasunez kontrola ditzake aktuazio-osagaien mugimendu-abiadura eta posizioa, eta arau jakin batzuen arabera mugitzen diren hainbat aktuazio-osagaik sintetizatutako mugimendu-ibilbidea gauzatu dezake. Horrek eskatzen du servo-sistemak zehaztasun, egonkortasun eta erantzun azkarreko gaitasun handia izatea.
II. Servosistemen eskakizunak
- Zehaztasun handia
Zenbakizko kontroleko makinek automatikoki prozesatzen dute aurrez zehaztutako programa baten arabera. Beraz, zehaztasun handiko eta kalitate handiko piezak prozesatzeko, servo sistemak berak zehaztasun handia izan behar du. Oro har, zehaztasunak mikra mailara iritsi behar du. Hau horrela da fabrikazio modernoan, piezen zehaztasun-eskakizunak gero eta handiagoak direlako. Batez ere, hala nola aeroespaziala, automobilgintza eta ekipamendu elektronikoa bezalako arloetan, akats txiki batek ere ondorio larriak ekar ditzake.
Zehaztasun handiko kontrola lortzeko, servo sistemak sentsore-teknologia aurreratuak erabili behar ditu, hala nola kodetzaileak eta sareta-erregelak, aktuazio-osagaien posizioa eta abiadura denbora errealean kontrolatzeko. Aldi berean, servo unitateak zehaztasun handiko kontrol-algoritmo bat ere izan behar du motorraren abiadura eta momentua zehaztasunez kontrolatzeko. Horrez gain, transmisio-mekanismo mekanikoaren zehaztasunak ere eragin handia du servo sistemaren zehaztasunean. Hori dela eta, mekanizazio-zentroak diseinatu eta fabrikatzerakoan, beharrezkoa da zehaztasun handiko transmisio-osagaiak hautatzea, hala nola bola-torlojuak eta gida linealak, servo sistemaren zehaztasun-eskakizunak bermatzeko. - Abiadura handiko erantzuna
Erantzun azkarra servo sistemaren kalitate dinamikoaren seinale garrantzitsuenetako bat da. Horrek eskatzen du servo sistemak komando seinalearen ondoren jarraipen errore txikia izatea, eta erantzun azkarra eta egonkortasun ona izatea. Zehazki, sarrera jakin baten ondoren, sistemak jatorrizko egoera egonkorra denbora gutxian lortzea edo berreskuratzea eskatzen da, normalean 200 ms edo dozenaka milisegundotan ere.
Erantzun azkarraren gaitasunak eragin handia du mekanizazio-zentroen prozesatzeko eraginkortasunean eta prozesatzeko kalitatean. Abiadura handiko mekanizazioan, erremintaren eta piezaren arteko kontaktu-denbora oso laburra da. Serbo-sistemak komando-seinaleari azkar erantzun eta erremintaren posizioa eta abiadura doitu behar ditu prozesatzeko zehaztasuna eta gainazalaren kalitatea bermatzeko. Aldi berean, forma konplexuko piezak prozesatzean, servo-sistemak komando-seinaleen aldaketei azkar erantzun eta ardatz anitzeko lotura-kontrola gauzatu behar du prozesatzeko zehaztasuna eta eraginkortasuna bermatzeko.
Servo sistemaren erantzun azkarra hobetzeko, errendimendu handiko servo unitateak eta kontrol algoritmoak hartu behar dira. Adibidez, AC servo motorrak erabiliz, erantzun abiadura handia, momentu handia eta abiadura erregulatzeko tarte zabala dutenak, mekanizazio zentroen abiadura handiko mekanizazio eskakizunak bete daitezke. Aldi berean, PID kontrola, kontrol lausoa eta sare neuronalen kontrola bezalako kontrol algoritmo aurreratuak hartuz, servo sistemaren erantzun abiadura eta egonkortasuna hobetu daitezke. - Abiadura erregulatzeko tarte handia
Ebaketa-erremintak, pieza-materialak eta prozesatzeko eskakizunak desberdinak direla eta, zenbakizko kontrol-makinek edozein egoeratan ebaketa-baldintza onenak lor ditzaten, servo-sistemak abiadura-erregulazio-tarte nahikoa izan behar du. Abiadura handiko mekanizazio-eskakizunak eta abiadura txikiko elikatze-eskakizunak bete ditzake.
Abiadura handiko mekanizazioan, servo sistemak abiadura eta azelerazio handia eman behar du prozesatzeko eraginkortasuna hobetzeko. Abiadura txikiko elikaduran, berriz, servo sistemak abiadura txikiko momentu egonkorra eman behar du prozesatzeko zehaztasuna eta gainazalaren kalitatea bermatzeko. Hori dela eta, servo sistemaren abiadura erregulatzeko tarteak, oro har, minutuko milaka edo hamar milaka bira izan behar ditu.
Abiadura-erregulazio tarte zabala lortzeko, errendimendu handiko servo-unitate-gailuak eta abiadura-erregulazio-metodoak hartu behar dira. Adibidez, AC maiztasun aldakorreko abiadura-erregulazio teknologia erabiliz motorraren abiadura-erregulazio mailakatua lor daiteke, abiadura-erregulazio tarte zabalarekin, eraginkortasun handiarekin eta fidagarritasun onarekin. Aldi berean, kontrol-algoritmo aurreratuak hartzeak, hala nola bektore-kontrola eta momentu-kontrol zuzena, motorraren abiadura-erregulazioaren errendimendua eta eraginkortasuna hobetu ditzake. - Fidagarritasun handia
Zenbakizko kontrol makinen funtzionamendu-tasa oso altua da, eta askotan 24 orduz etengabe lan egiten dute. Hori dela eta, fidagarritasunez funtzionatu behar dute. Sistemaren fidagarritasuna askotan akatsen arteko denbora-tarteen batez besteko balioan oinarritzen da, hau da, akatsik gabeko batez besteko denboran. Zenbat eta denbora hori luzeagoa izan, orduan eta hobeto.
Servo sistemaren fidagarritasuna hobetzeko, kalitate handiko osagaiak eta fabrikazio prozesu aurreratuak hartu behar dira. Aldi berean, servo sistemaren proba zorrotzak eta kalitate kontrol zorrotzak behar dira bere errendimendu egonkorra eta fidagarria bermatzeko. Horrez gain, diseinu erredundantea eta akatsen diagnostiko teknologiak hartu behar dira sistemaren akatsen tolerantzia eta akatsen diagnostiko gaitasunak hobetzeko, akats bat gertatzen denean garaiz konpondu ahal izateko eta mekanizazio zentroaren funtzionamendu normala bermatzeko. - Momentu handia abiadura txikian
Zenbakizko kontroleko makinek askotan ebaketa astunak egiten dituzte abiadura txikietan. Hori dela eta, elikatze-servo sistemak momentu-irteera handia izan behar du abiadura txikietan ebaketa-prozesamenduaren eskakizunak betetzeko.
Ebaketa astunetan, erremintaren eta piezaren arteko ebaketa-indarra oso handia da. Serbo-sistemak momentu nahikoa eman behar du ebaketa-indarra gainditzeko eta prozesamenduaren aurrerapen leuna bermatzeko. Abiadura txikiko momentu handiko irteera lortzeko, errendimendu handiko servo-unitate-gailuak eta motorrak erabili behar dira. Adibidez, momentu-dentsitate handia, eraginkortasun handia eta fidagarritasun ona duten iman iraunkorreko motor sinkronoak erabiliz, mekanizazio-zentroen abiadura txikiko momentu handiko eskakizunak bete daitezke. Aldi berean, momentu-kontrol zuzena bezalako kontrol-algoritmo aurreratuak erabiliz, motorraren momentu-irteera-gaitasuna eta eraginkortasuna hobetu daitezke.
Ondorioz, mekanizazio-zentroen servo-sistema kontrol numerikoko makinen zati garrantzitsua da. Bere errendimenduak zuzenean eragiten die mekanizazio-zentroen prozesatzeko zehaztasunari, eraginkortasunari eta fidagarritasunari. Beraz, mekanizazio-zentroak diseinatu eta fabrikatzerakoan, servo-sistemaren osaera eta eskakizunak guztiz kontuan hartu behar dira, eta teknologia eta ekipamendu aurreratuak hautatu behar dira servo-sistemaren errendimendua eta kalitatea hobetzeko eta fabrikazio modernoaren garapen-beharrei erantzuteko.