ข่าวสาร - คุณทราบองค์ประกอบและข้อกำหนดของระบบเซอร์โวสำหรับศูนย์การกลึงหรือไม่?

“คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับองค์ประกอบและข้อกำหนดของระบบเซอร์โวสำหรับศูนย์เครื่องจักรกล”

I. การประกอบระบบเซอร์โวสำหรับศูนย์เครื่องจักรกล
ในศูนย์เครื่องจักรกลสมัยใหม่ ระบบเซอร์โวมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งประกอบด้วยวงจรเซอร์โว อุปกรณ์ขับเคลื่อนเซอร์โว กลไกส่งกำลังเชิงกล และส่วนประกอบขับเคลื่อน
หน้าที่หลักของระบบเซอร์โวคือการรับสัญญาณสั่งการความเร็วการป้อนและการเคลื่อนที่ที่ส่งมาจากระบบควบคุมเชิงตัวเลข ขั้นแรก วงจรขับเคลื่อนเซอร์โวจะทำการแปลงสัญญาณและขยายกำลังตามสัญญาณสั่งการเหล่านี้ จากนั้น อุปกรณ์ขับเคลื่อนเซอร์โว เช่น มอเตอร์สเต็ปเปอร์ มอเตอร์เซอร์โวกระแสตรง มอเตอร์เซอร์โวกระแสสลับ ฯลฯ และกลไกส่งกำลังเชิงกล จะทำหน้าที่ขับเคลื่อนส่วนประกอบต่างๆ เช่น โต๊ะทำงานและหัวจับของแกนหมุนของเครื่องจักรกล เพื่อให้เกิดการป้อนงานและการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว กล่าวได้ว่าในเครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลข อุปกรณ์ซีเอ็นซีเปรียบเสมือน “สมอง” ที่ออกคำสั่ง ในขณะที่ระบบเซอร์โวเปรียบเสมือน “แขนขา” ของเครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลข และสามารถสั่งการการเคลื่อนที่จากอุปกรณ์ซีเอ็นซีได้อย่างแม่นยำ
เมื่อเปรียบเทียบกับระบบขับเคลื่อนของเครื่องมือกลทั่วไป ระบบเซอร์โวของศูนย์เครื่องจักรกลมีความแตกต่างที่สำคัญ เซอร์โวสามารถควบคุมความเร็วและตำแหน่งของชิ้นส่วนควบคุมได้อย่างแม่นยำตามสัญญาณคำสั่ง และสามารถรับรู้วิถีการเคลื่อนที่ที่สังเคราะห์ขึ้นโดยชิ้นส่วนควบคุมหลายชิ้นที่เคลื่อนที่ตามกฎเกณฑ์ที่กำหนด สิ่งนี้ต้องการระบบเซอร์โวที่มีความแม่นยำ เสถียรภาพ และการตอบสนองที่รวดเร็วในระดับสูง

II. ข้อกำหนดสำหรับระบบเซอร์โว

ความแม่นยำสูง
เครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลขจะประมวลผลโดยอัตโนมัติตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ดังนั้น เพื่อการประมวลผลชิ้นงานที่มีความแม่นยำสูงและคุณภาพสูง ระบบเซอร์โวจึงจำเป็นต้องมีความแม่นยำสูง โดยทั่วไปแล้ว ความแม่นยำควรอยู่ที่ระดับไมครอน เนื่องจากในอุตสาหกรรมการผลิตสมัยใหม่ ความต้องการความแม่นยำสำหรับชิ้นงานมีมากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาต่างๆ เช่น การบินและอวกาศ การผลิตยานยนต์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แม้แต่ความผิดพลาดเพียงเล็กน้อยก็อาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ร้ายแรงได้
เพื่อให้ได้การควบคุมที่แม่นยำสูง ระบบเซอร์โวจำเป็นต้องนำเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ขั้นสูง เช่น ตัวเข้ารหัสและไม้บรรทัดแบบเกรตติง มาใช้เพื่อตรวจสอบตำแหน่งและความเร็วของส่วนประกอบที่สั่งงานแบบเรียลไทม์ ขณะเดียวกัน อุปกรณ์ขับเคลื่อนเซอร์โวยังจำเป็นต้องมีอัลกอริทึมควบคุมความแม่นยำสูงเพื่อควบคุมความเร็วและแรงบิดของมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ ความแม่นยำของกลไกส่งกำลังเชิงกลยังมีผลกระทบสำคัญต่อความแม่นยำของระบบเซอร์โว ดังนั้น เมื่อออกแบบและผลิตศูนย์เครื่องจักรกล จึงจำเป็นต้องเลือกส่วนประกอบส่งกำลังที่มีความแม่นยำสูง เช่น บอลสกรูและไกด์เชิงเส้น เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำของระบบเซอร์โว
ตอบสนองความเร็วที่รวดเร็ว
การตอบสนองที่รวดเร็วเป็นหนึ่งในสัญญาณสำคัญที่บ่งบอกถึงคุณภาพแบบไดนามิกของระบบเซอร์โว จำเป็นต้องมีระบบเซอร์โวที่มีข้อผิดพลาดในการติดตามสัญญาณคำสั่งเพียงเล็กน้อย มีการตอบสนองที่รวดเร็วและมีเสถียรภาพที่ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จำเป็นต้องให้ระบบสามารถเข้าถึงหรือกลับสู่สถานะเสถียรเดิมได้ภายในระยะเวลาอันสั้น โดยทั่วไปภายใน 200 มิลลิวินาที หรืออาจถึงหลายสิบมิลลิวินาที
ความสามารถในการตอบสนองที่รวดเร็วมีผลกระทบสำคัญต่อประสิทธิภาพการประมวลผลและคุณภาพการประมวลผลของศูนย์เครื่องจักรกล ในงานตัดเฉือนความเร็วสูง เวลาสัมผัสระหว่างเครื่องมือและชิ้นงานจะสั้นมาก ระบบเซอร์โวจำเป็นต้องตอบสนองต่อสัญญาณคำสั่งได้อย่างรวดเร็ว รวมถึงปรับตำแหน่งและความเร็วของเครื่องมือเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำในการประมวลผลและคุณภาพพื้นผิว ขณะเดียวกัน เมื่อประมวลผลชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อน ระบบเซอร์โวจำเป็นต้องตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณคำสั่งได้อย่างรวดเร็ว และสามารถควบคุมการเชื่อมต่อแบบหลายแกนเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำและประสิทธิภาพในการประมวลผล
เพื่อปรับปรุงความสามารถในการตอบสนองที่รวดเร็วของระบบเซอร์โว จำเป็นต้องนำอุปกรณ์ขับเคลื่อนเซอร์โวประสิทธิภาพสูงและอัลกอริทึมควบคุมมาใช้ ยกตัวอย่างเช่น การใช้มอเตอร์เซอร์โวกระแสสลับที่มีความเร็วในการตอบสนองสูง แรงบิดสูง และช่วงการควบคุมความเร็วที่กว้าง สามารถตอบสนองความต้องการด้านการตัดเฉือนความเร็วสูงของศูนย์ตัดเฉือนได้ ขณะเดียวกัน การใช้อัลกอริทึมควบคุมขั้นสูง เช่น การควบคุมแบบ PID การควบคุมแบบฟัซซี และการควบคุมเครือข่ายประสาทเทียม ก็สามารถปรับปรุงความเร็วในการตอบสนองและเสถียรภาพของระบบเซอร์โวได้
ช่วงการควบคุมความเร็วสูง
เนื่องจากเครื่องมือตัด วัสดุชิ้นงาน และข้อกำหนดในการประมวลผลที่แตกต่างกัน เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลขสามารถบรรลุเงื่อนไขการตัดที่ดีที่สุดได้ในทุกสถานการณ์ ระบบเซอร์โวจึงต้องมีช่วงการควบคุมความเร็วที่เพียงพอ สามารถรองรับทั้งข้อกำหนดการตัดเฉือนความเร็วสูงและข้อกำหนดการป้อนความเร็วต่ำ
ในงานตัดเฉือนความเร็วสูง ระบบเซอร์โวจำเป็นต้องให้ความเร็วและความเร่งสูงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผล ในขณะที่การป้อนชิ้นงานความเร็วต่ำ ระบบเซอร์โวจำเป็นต้องให้แรงบิดที่ความเร็วต่ำอย่างเสถียร เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำในการประมวลผลและคุณภาพพื้นผิว ดังนั้น โดยทั่วไปแล้ว ช่วงการควบคุมความเร็วของระบบเซอร์โวจำเป็นต้องสูงถึงหลายพันหรือหลายหมื่นรอบต่อนาที
เพื่อให้ได้ช่วงการควบคุมความเร็วที่กว้าง จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เซอร์โวไดรฟ์ประสิทธิภาพสูงและวิธีการควบคุมความเร็ว ยกตัวอย่างเช่น การใช้เทคโนโลยีควบคุมความเร็วแบบความถี่แปรผัน AC สามารถควบคุมความเร็วมอเตอร์แบบไม่มีขั้นตอน ให้มีช่วงการควบคุมความเร็วที่กว้าง ประสิทธิภาพสูง และความน่าเชื่อถือสูง ขณะเดียวกัน การใช้อัลกอริทึมควบคุมขั้นสูง เช่น การควบคุมเวกเตอร์และการควบคุมแรงบิดโดยตรง จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผลของการควบคุมความเร็วของมอเตอร์
ความน่าเชื่อถือสูง
อัตราการทำงานของเครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลขนั้นสูงมาก และมักทำงานต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ ความน่าเชื่อถือของระบบมักขึ้นอยู่กับค่าเฉลี่ยของระยะเวลาระหว่างการขัดข้อง นั่นคือระยะเวลาเฉลี่ยที่ไม่มีการขัดข้อง ยิ่งระยะเวลานานเท่าไหร่ก็ยิ่งดีเท่านั้น
เพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบเซอร์โว จำเป็นต้องนำส่วนประกอบคุณภาพสูงและกระบวนการผลิตขั้นสูงมาใช้ ขณะเดียวกัน จำเป็นต้องมีการทดสอบและควบคุมคุณภาพของระบบเซอร์โวอย่างเข้มงวดเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการทำงานที่เสถียรและเชื่อถือได้ นอกจากนี้ จำเป็นต้องนำเทคโนโลยีการออกแบบซ้ำซ้อนและการวินิจฉัยข้อบกพร่องมาใช้ เพื่อปรับปรุงความทนทานต่อข้อบกพร่องและความสามารถในการวินิจฉัยข้อบกพร่องของระบบ เพื่อให้สามารถซ่อมแซมได้ทันเวลาเมื่อเกิดข้อผิดพลาด และเพื่อให้มั่นใจว่าศูนย์เครื่องจักรกลจะทำงานได้ตามปกติ
แรงบิดสูงที่ความเร็วต่ำ
เครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลขมักทำการตัดหนักที่ความเร็วต่ำ ดังนั้น ระบบป้อนเซอร์โวจึงจำเป็นต้องมีแรงบิดสูงที่ความเร็วต่ำเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของกระบวนการตัด
ในระหว่างการตัดเฉือนหนัก แรงตัดระหว่างเครื่องมือและชิ้นงานจะมีขนาดใหญ่มาก ระบบเซอร์โวจำเป็นต้องสามารถให้แรงบิดที่เพียงพอเพื่อเอาชนะแรงตัดและทำให้กระบวนการทำงานราบรื่น เพื่อให้ได้แรงบิดสูงที่ความเร็วต่ำ จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ขับเคลื่อนเซอร์โวและมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง ตัวอย่างเช่น การใช้มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่มีความหนาแน่นของแรงบิดสูง ประสิทธิภาพสูง และความน่าเชื่อถือสูง สามารถตอบสนองความต้องการแรงบิดสูงที่ความเร็วต่ำของศูนย์เครื่องจักรกลได้ ในขณะเดียวกัน การใช้อัลกอริทึมควบคุมขั้นสูง เช่น การควบคุมแรงบิดโดยตรง ก็สามารถปรับปรุงความสามารถในการออกแรงบิดและประสิทธิภาพของมอเตอร์ได้
สรุปได้ว่า ระบบเซอร์โวของศูนย์เครื่องจักรกลถือเป็นส่วนสำคัญของเครื่องจักรควบคุมเชิงตัวเลข ประสิทธิภาพของระบบนี้ส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำ ประสิทธิภาพ และความน่าเชื่อถือของกระบวนการแปรรูปของศูนย์เครื่องจักรกล ดังนั้น เมื่อออกแบบและผลิตศูนย์เครื่องจักรกล จำเป็นต้องพิจารณาองค์ประกอบและข้อกำหนดของระบบเซอร์โวอย่างถี่ถ้วน รวมถึงเลือกใช้เทคโนโลยีและอุปกรณ์ที่ทันสมัย เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและคุณภาพของระบบเซอร์โว และตอบสนองความต้องการด้านการพัฒนาของการผลิตสมัยใหม่