Un sistema de servoaccionament de l'eix d'alimentació (servosistema) és un sistema de control automàtic que controla la posició o l'angle d'una màquina-eina, com ara una màquina-eina CNC. El motor d'accionament utilitzat per als servos de l'eix d'alimentació requereix una resposta ràpida, un posicionament precís i un gran moment d'inèrcia. Els servomotors utilitzats en sistemes electromecànics tenen grans moments d'inèrcia perquè es puguin connectar directament a components mecànics, com ara cargols.
Els servos de l'eix d'alimentació utilitzen un motor especial d'inèrcia petita-per aconseguir altes velocitats de resposta. No obstant això, aquest tipus de motor té una capacitat de sobrecàrrega baixa i requereix dispositius d'acceleració i desacceleració quan s'utilitzen en sistemes servo d'alimentació.
El moment d'inèrcia reflecteix les característiques d'acceleració del sistema. En seleccionar un servomotor, el moment d'inèrcia del sistema no ha de superar tres vegades el moment d'inèrcia del motor. Els motors amb una inèrcia relativament gran, que s'utilitzen sovint en aplicacions específiques de l'empresa-, es poden anomenar servomotors de control.
Per descomptat, el principi de funcionament bàsic d'un servo d'eix d'alimentació no és diferent del d'un motor AC-DC normal. La unitat d'accionament especial d'aquest tipus de motor s'anomena unitat de servomotor, de vegades simplement anomenada mòdul de servoaccionament, que normalment inclou bucles tancats de corrent, velocitat i/o posició.
Visió general dels sistemes servo d'eix d'alimentació
Els sistemes servo d'eix d'alimentació utilitzen dispositius de transmissió mecànica i motors com a objectes controlats, amb un controlador al nucli i dispositius de conversió electrònica de potència com a actuadors. Els sistemes de control automàtic d'accionament elèctric es componen sota la guia de la teoria del control automàtic.
Aquest tipus de sistema controla el parell, la velocitat i l'angle del motor, convertint l'energia elèctrica en energia mecànica per assolir els requisits de moviment de la maquinària en moviment. A les màquines-eina CNC, el servosistema rep la direcció del desplaçament i la velocitat del sistema de la màquina-eina CNC. Després de la transformació, l'ajust i el perfeccionament, el motor i el mecanisme de transmissió mecànica condueixen els eixos de coordenades de la màquina-eina, el cargol, etc., i condueixen la taula de treball i el pal de l'eina. Mitjançant l'enllaç dels eixos, l'eina genera diversos moviments mecànics complexos en relació a la peça de treball, mecanitzant així les formes complexes de la peça requerides per l'usuari.
Com a actuador d'una màquina-eina CNC, el servosistema integra dispositius electrònics de potència, funcions de control, accionament i protecció. Amb l'avenç de la tecnologia de modulació d'amplada de pols digital, la tecnologia de material especial del motor, la tecnologia de microelectrònica i la tecnologia de control moderna, ha experimentat un procés de desenvolupament des de motors pas a pas fins a motors de corrent continu i després a motors de corrent altern. Hi ha molts tipus de servosistemes a les màquines eina CNC. Aquest article analitza l'estructura i la classificació simple dels servosistemes d'eix d'alimentació, discutint breument el seu estat tecnològic actual i les tendències de desenvolupament.
Estructura i classificació dels servosistemes d'eix d'alimentació
Des d'una perspectiva estructural bàsica, un servosistema consta principalment de tres parts: un controlador, una unitat d'accionament de potència i una unitat de retroalimentació i un motor. El controlador ajusta la quantitat de control en funció de la diferència entre el valor donat del sistema CNC i el valor de funcionament real detectat per la unitat de retroalimentació. El controlador d'alimentació, com a circuit d'accionament principal del sistema, aplica energia al motor, ajusta la font d'alimentació des de la tensió constant al motor i condueix la màquina segons la font d'alimentació.
Els components principals varien molt, i qualsevol canvi en qualsevol component pot constituir diferents tipus de servosistemes. Per exemple, segons el tipus de motor d'accionament, es poden dividir en servo DC i servo AC; segons el mètode d'implementació del controlador, es poden dividir en servo analògic i servo digital; en funció del nombre de bucles tancats del controlador, es poden dividir en servo digital. A més, es pot dividir en sistemes de control de-bucle obert, sistemes de control de-bucle únic, sistemes de control de-doble llaç i sistemes de control de llaç múltiple{-.
Pel que fa a l'aplicació dels servosistemes d'eix d'alimentació en màquines-eina CNC, basats en els diferents mecanismes de transmissió de la màquina-eina, els servosistemes es divideixen en servosistemes d'alimentació i servosistemes de cargol. A continuació, s'analitzen les característiques tècniques dels diferents servosistemes en funció d'altres factors.
Estat actual i perspectives futures dels sistemes de servoaliments
Els servos d'alimentació controlen els eixos de coordenades d'una màquina-eina CNC, generant moviments que influeixen en la direcció d'alimentació de tall.
Per tant, calen servomotors d'alimentació per ajustar ràpidament la velocitat dels eixos de coordenades i controlar-ne la posició amb precisió. Requereixen un ampli rang de velocitat, una alta precisió de desplaçament, una bona estabilitat i una resposta dinàmica ràpida. En funció del motor utilitzat al sistema, els servos d'alimentació es poden classificar en servos pas a pas, servos DC, servos CA i servos lineals.