„დამუშავების ცენტრებისთვის სერვოსისტემის შემადგენლობისა და მოთხოვნების დეტალური ახსნა“
I. დამუშავების ცენტრების სერვო სისტემის შემადგენლობა
თანამედროვე დამუშავების ცენტრებში სერვო სისტემა გადამწყვეტ როლს ასრულებს. იგი შედგება სერვო წრედების, სერვო წამყვანი მოწყობილობების, მექანიკური გადაცემის მექანიზმებისა და ამძრავი კომპონენტებისგან.
სერვო სისტემის მთავარი ფუნქციაა რიცხვითი მართვის სისტემის მიერ გაცემული მიწოდების სიჩქარისა და გადაადგილების ბრძანების სიგნალების მიღება. პირველ რიგში, სერვო წამყვანი სქემა შეასრულებს ამ ბრძანების სიგნალებზე გარკვეულ გარდაქმნას და სიმძლავრის გაძლიერებას. შემდეგ, სერვო წამყვანი მოწყობილობების, როგორიცაა საფეხუროვანი ძრავები, მუდმივი დენის სერვოძრავები, ცვლადი დენის სერვოძრავები და ა.შ., და მექანიკური გადაცემის მექანიზმების მეშვეობით, ამოძრავდება ამოძრავებელი კომპონენტები, როგორიცაა დაზგის სამუშაო მაგიდა და შპინდელის თავი, სამუშაო მიწოდებისა და სწრაფი მოძრაობის მისაღწევად. შეიძლება ითქვას, რომ რიცხვითი მართვის მანქანებში, CNC მოწყობილობა არის „ტვინის“ მსგავსი, რომელიც გასცემს ბრძანებებს, ხოლო სერვო სისტემა არის აღმასრულებელი მექანიზმი, რიცხვითი მართვის მანქანის „კიდურების“ მსგავსად, და შეუძლია ზუსტად შეასრულოს CNC მოწყობილობიდან მიღებული მოძრაობის ბრძანებები.
ზოგადი ჩარხების მართვის სისტემებთან შედარებით, დამუშავების ცენტრების სერვოსისტემას არსებითი განსხვავებები აქვს. მას შეუძლია ზუსტად აკონტროლოს ამძრავი კომპონენტების მოძრაობის სიჩქარე და პოზიცია ბრძანების სიგნალების მიხედვით და შეუძლია განახორციელოს მოძრაობის ტრაექტორია, რომელიც სინთეზირებულია რამდენიმე ამძრავი კომპონენტის მიერ, გარკვეული წესების შესაბამისად მოძრავი. ეს მოითხოვს სერვოსისტემის მაღალი ხარისხის სიზუსტეს, სტაბილურობას და სწრაფი რეაგირების უნარს.
თანამედროვე დამუშავების ცენტრებში სერვო სისტემა გადამწყვეტ როლს ასრულებს. იგი შედგება სერვო წრედების, სერვო წამყვანი მოწყობილობების, მექანიკური გადაცემის მექანიზმებისა და ამძრავი კომპონენტებისგან.
სერვო სისტემის მთავარი ფუნქციაა რიცხვითი მართვის სისტემის მიერ გაცემული მიწოდების სიჩქარისა და გადაადგილების ბრძანების სიგნალების მიღება. პირველ რიგში, სერვო წამყვანი სქემა შეასრულებს ამ ბრძანების სიგნალებზე გარკვეულ გარდაქმნას და სიმძლავრის გაძლიერებას. შემდეგ, სერვო წამყვანი მოწყობილობების, როგორიცაა საფეხუროვანი ძრავები, მუდმივი დენის სერვოძრავები, ცვლადი დენის სერვოძრავები და ა.შ., და მექანიკური გადაცემის მექანიზმების მეშვეობით, ამოძრავდება ამოძრავებელი კომპონენტები, როგორიცაა დაზგის სამუშაო მაგიდა და შპინდელის თავი, სამუშაო მიწოდებისა და სწრაფი მოძრაობის მისაღწევად. შეიძლება ითქვას, რომ რიცხვითი მართვის მანქანებში, CNC მოწყობილობა არის „ტვინის“ მსგავსი, რომელიც გასცემს ბრძანებებს, ხოლო სერვო სისტემა არის აღმასრულებელი მექანიზმი, რიცხვითი მართვის მანქანის „კიდურების“ მსგავსად, და შეუძლია ზუსტად შეასრულოს CNC მოწყობილობიდან მიღებული მოძრაობის ბრძანებები.
ზოგადი ჩარხების მართვის სისტემებთან შედარებით, დამუშავების ცენტრების სერვოსისტემას არსებითი განსხვავებები აქვს. მას შეუძლია ზუსტად აკონტროლოს ამძრავი კომპონენტების მოძრაობის სიჩქარე და პოზიცია ბრძანების სიგნალების მიხედვით და შეუძლია განახორციელოს მოძრაობის ტრაექტორია, რომელიც სინთეზირებულია რამდენიმე ამძრავი კომპონენტის მიერ, გარკვეული წესების შესაბამისად მოძრავი. ეს მოითხოვს სერვოსისტემის მაღალი ხარისხის სიზუსტეს, სტაბილურობას და სწრაფი რეაგირების უნარს.
II. სერვო სისტემების მოთხოვნები
- მაღალი სიზუსტე
რიცხვითი მართვის მანქანები ავტომატურად ამუშავებენ წინასწარ განსაზღვრული პროგრამის მიხედვით. ამიტომ, მაღალი სიზუსტისა და ხარისხის სამუშაო ნაწილების დასამუშავებლად, თავად სერვოსისტემას უნდა ჰქონდეს მაღალი სიზუსტე. ზოგადად, სიზუსტე მიკრონის დონეს უნდა მიაღწიოს. ეს იმიტომ ხდება, რომ თანამედროვე წარმოებაში სამუშაო ნაწილების სიზუსტის მოთხოვნები სულ უფრო და უფრო იზრდება. განსაკუთრებით ისეთ სფეროებში, როგორიცაა აერონავტიკა, საავტომობილო წარმოება და ელექტრონული მოწყობილობები, მცირე შეცდომამაც კი შეიძლება სერიოზული შედეგები გამოიწვიოს.
მაღალი სიზუსტის კონტროლის მისაღწევად, სერვო სისტემამ უნდა გამოიყენოს მოწინავე სენსორული ტექნოლოგიები, როგორიცაა კოდირები და ბადისებრი სახაზავები, რათა რეალურ დროში აკონტროლოს მოქმედი კომპონენტების პოზიცია და სიჩქარე. ამავდროულად, სერვოძრავის მოწყობილობას ასევე უნდა ჰქონდეს მაღალი სიზუსტის მართვის ალგორითმი ძრავის სიჩქარისა და ბრუნვის მომენტის ზუსტად სამართავად. გარდა ამისა, მექანიკური გადაცემის მექანიზმის სიზუსტე ასევე მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს სერვოსისტემის სიზუსტეზე. ამიტომ, დამუშავების ცენტრების დიზაინისა და წარმოებისას აუცილებელია მაღალი სიზუსტის გადაცემის კომპონენტების, როგორიცაა ბურთულიანი ხრახნები და ხაზოვანი სახელმძღვანელოების შერჩევა, რათა უზრუნველყოფილი იყოს სერვოსისტემის სიზუსტის მოთხოვნები. - სწრაფი სიჩქარის რეაგირება
სწრაფი რეაგირება სერვოსისტემის დინამიური ხარისხის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ნიშანია. ეს მოითხოვს, რომ სერვოსისტემას ბრძანების სიგნალის შემდეგ ჰქონდეს მცირე შეცდომა და ჰქონდეს სწრაფი რეაგირება და კარგი სტაბილურობა. კერძოდ, საჭიროა, რომ მოცემული შეყვანის შემდეგ სისტემამ შეძლოს საწყის სტაბილურ მდგომარეობაზე მოკლე დროში, როგორც წესი, 200 მილიწამში ან თუნდაც ათობით მილიწამში დაბრუნება ან აღდგენა.
სწრაფი რეაგირების უნარი მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს დამუშავების ცენტრების დამუშავების ეფექტურობასა და ხარისხზე. მაღალსიჩქარიანი დამუშავების დროს ხელსაწყოსა და სამუშაო ნაწილს შორის კონტაქტის დრო ძალიან მოკლეა. სერვო სისტემას უნდა შეეძლოს ბრძანების სიგნალზე სწრაფად რეაგირება და ხელსაწყოს პოზიციისა და სიჩქარის რეგულირება დამუშავების სიზუსტისა და ზედაპირის ხარისხის უზრუნველსაყოფად. ამავდროულად, რთული ფორმის სამუშაო ნაწილების დამუშავებისას, სერვო სისტემას უნდა შეეძლოს ბრძანების სიგნალების ცვლილებებზე სწრაფად რეაგირება და მრავალღერძიანი შეერთების კონტროლის განხორციელება დამუშავების სიზუსტისა და ეფექტურობის უზრუნველსაყოფად.
სერვოსისტემის სწრაფი რეაგირების უნარის გასაუმჯობესებლად, საჭიროა მაღალი ხარისხის სერვოძრავის მოწყობილობებისა და მართვის ალგორითმების გამოყენება. მაგალითად, სწრაფი რეაგირების სიჩქარით, დიდი ბრუნვის მომენტით და სიჩქარის რეგულირების ფართო დიაპაზონით ცვლადი დენის სერვოძრავების გამოყენებამ შეიძლება დააკმაყოფილოს დამუშავების ცენტრების მაღალსიჩქარიანი დამუშავების მოთხოვნები. ამავდროულად, მოწინავე მართვის ალგორითმების, როგორიცაა PID კონტროლი, ფაზური კონტროლი და ნეირონული ქსელის კონტროლი, დანერგვამ შეიძლება გააუმჯობესოს სერვოსისტემის რეაგირების სიჩქარე და სტაბილურობა. - სიჩქარის რეგულირების დიდი დიაპაზონი
სხვადასხვა საჭრელი ხელსაწყოების, სამუშაო ნაწილის მასალებისა და დამუშავების მოთხოვნების გამო, რიცხვითი მართვის მანქანებისთვის ნებისმიერ გარემოებაში საუკეთესო ჭრის პირობების მისაღწევად, სერვო სისტემას უნდა ჰქონდეს სიჩქარის რეგულირების საკმარისი დიაპაზონი. მას შეუძლია დააკმაყოფილოს როგორც მაღალსიჩქარიანი დამუშავების, ასევე დაბალი სიჩქარით მიწოდების მოთხოვნები.
მაღალსიჩქარიანი დამუშავების დროს, სერვო სისტემას უნდა შეეძლოს მაღალი სიჩქარისა და აჩქარების უზრუნველყოფა დამუშავების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად. დაბალი სიჩქარის მიწოდების დროს, სერვო სისტემას უნდა შეეძლოს სტაბილური ბრუნვის მომენტის უზრუნველყოფა დაბალ სიჩქარეზე, რათა უზრუნველყოს დამუშავების სიზუსტე და ზედაპირის ხარისხი. ამიტომ, სერვო სისტემის სიჩქარის რეგულირების დიაპაზონი, როგორც წესი, წუთში რამდენიმე ათას ან თუნდაც ათიათასობით ბრუნს უნდა მიაღწიოს.
სიჩქარის რეგულირების დიდი დიაპაზონის მისაღწევად, საჭიროა მაღალი ხარისხის სერვოძრავის მოწყობილობებისა და სიჩქარის რეგულირების მეთოდების გამოყენება. მაგალითად, ცვლადი სიხშირის სიჩქარის რეგულირების ტექნოლოგიის გამოყენებით შესაძლებელია ძრავის სიჩქარის უსაფეხურო რეგულირება, სიჩქარის რეგულირების ფართო დიაპაზონით, მაღალი ეფექტურობითა და კარგი საიმედოობით. ამავდროულად, მოწინავე მართვის ალგორითმების, როგორიცაა ვექტორული კონტროლი და პირდაპირი ბრუნვის მომენტის კონტროლი, დანერგვამ შეიძლება გააუმჯობესოს ძრავის სიჩქარის რეგულირების მუშაობა და ეფექტურობა. - მაღალი საიმედოობა
რიცხვითი მართვის მანქანების მუშაობის სიჩქარე ძალიან მაღალია და ისინი ხშირად უწყვეტად მუშაობენ 24 საათის განმავლობაში. ამიტომ, მათგან საიმედო მუშაობაა საჭირო. სისტემის საიმედოობა ხშირად ეფუძნება გაუმართაობებს შორის დროის ინტერვალების საშუალო მნიშვნელობას, ანუ გაუმართაობის გარეშე საშუალო დროს. რაც უფრო გრძელია ეს დრო, მით უკეთესი.
სერვოსისტემის საიმედოობის გასაუმჯობესებლად საჭიროა მაღალი ხარისხის კომპონენტების და მოწინავე წარმოების პროცესების დანერგვა. ამავდროულად, სერვოსისტემის მკაცრი ტესტირება და ხარისხის კონტროლი აუცილებელია მისი სტაბილური და საიმედო მუშაობის უზრუნველსაყოფად. გარდა ამისა, სისტემის ხარვეზებისადმი ტოლერანტობისა და ხარვეზების დიაგნოსტიკის შესაძლებლობების გასაუმჯობესებლად საჭიროა დამატებითი დიზაინისა და ხარვეზების დიაგნოსტიკის ტექნოლოგიების დანერგვა, რათა მისი დროულად შეკეთება მოხდეს გაუმართაობის წარმოშობის შემთხვევაში და უზრუნველყოფილი იყოს დამუშავების ცენტრის ნორმალური ფუნქციონირება. - მაღალი ბრუნვის მომენტი დაბალი სიჩქარით
რიცხვითი მართვის მანქანები ხშირად ასრულებენ მძიმე ჭრას დაბალი სიჩქარით. ამიტომ, ჭრის დამუშავების მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად, მიწოდების სერვო სისტემას უნდა ჰქონდეს დიდი ბრუნვის მომენტი დაბალ სიჩქარეზე.
მძიმე ჭრის დროს, ხელსაწყოსა და სამუშაო ნაწილს შორის ჭრის ძალა ძალიან დიდია. სერვო სისტემას უნდა შეეძლოს საკმარისი ბრუნვის მომენტის უზრუნველყოფა ჭრის ძალის დასაძლევად და დამუშავების შეუფერხებელი პროგრესის უზრუნველსაყოფად. დაბალი სიჩქარის მაღალი ბრუნვის მომენტის მისაღწევად, საჭიროა მაღალი ხარისხის სერვო წამყვანი მოწყობილობებისა და ძრავების გამოყენება. მაგალითად, მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავების გამოყენება, რომლებსაც აქვთ მაღალი ბრუნვის მომენტის სიმკვრივე, მაღალი ეფექტურობა და კარგი საიმედოობა, შეუძლია დააკმაყოფილოს დამუშავების ცენტრების დაბალი სიჩქარის მაღალი ბრუნვის მომენტის მოთხოვნები. ამავდროულად, მოწინავე მართვის ალგორითმების, როგორიცაა პირდაპირი ბრუნვის მომენტის კონტროლი, დანერგვამ შეიძლება გააუმჯობესოს ძრავის ბრუნვის მომენტის გამომავალი უნარი და ეფექტურობა.
დასკვნის სახით, დამუშავების ცენტრების სერვო სისტემა რიცხვითი მართვის მანქანების მნიშვნელოვანი ნაწილია. მისი მუშაობა პირდაპირ გავლენას ახდენს დამუშავების ცენტრების დამუშავების სიზუსტეზე, ეფექტურობასა და საიმედოობაზე. ამიტომ, დამუშავების ცენტრების დიზაინისა და წარმოებისას, სერვო სისტემის შემადგენლობა და მოთხოვნები სრულად უნდა იქნას გათვალისწინებული და უნდა შეირჩეს მოწინავე ტექნოლოგიები და აღჭურვილობა სერვო სისტემის მუშაობისა და ხარისხის გასაუმჯობესებლად და თანამედროვე წარმოების განვითარების საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად.