Серво-хяналтын технологи: CNC токарын машинуудад нарийн нарийвчлалыг дээшлүүлэх

CNC-ийн эргэлтийн машин дээр микроноос доош хэмжээний гадаргууны нарийвчлалтай хангахдаа хурдан тоног төхөөрөмжийн серво системийн үүрэг

Стандарт CNC эргэлтийн машин нь жижигхэн гадаргууны нарийвчлалтай, ялангуяа титан, инконел зэрэг хатуу материалуудтай ажиллахдаа маш их бэрхшээлтэй байдаг. Тоног төхөөрөмжүүд нь 200 Ньютон-аас дээш хүчтэй хүчээр дарамтад дарах хандлагатай, бага боловч томоохон зөрчил үүсгэж, байршлын асуудал улам бүр томрох болно. Дараа нь юу болох вэ? Газар нь төлөвлөсөнээс илүү хатуу харагдаж, хэлбэр нь зурагтай нь сайн нийцэхгүй, энэ нь урт, нарийн эд ангид хамгийн чухал юм. Учир нь тэдгээр нь боловсруулах үед нэмэлт нягт байх шаардлагатай байдаг. Урт нээлттэй бүлэгтэй хяналтын систем нь эдгээр жижигхэн дүгнэлтүүдийг хангалттай хурдан зохицуулж чадахгүй тул 1.5 микрометрээс дээш хэлбэртэй дугуйлалтын асуудал тогтмол гарч ирдэг. Иймэрхүү зөрчил нь нарийн эд ангитай холбоотой үйлдвэрлэгчдэд чанарын хяналтыг илүү хүнд болгодог.

Динамик хэрэгсэлийн хазайлт: Уламжлалт CNC токарын машинууд субмикрон тойрхой бүрдүүлэлтийг хүртэл яагаад хүрдүүлж чадахгүй

Давтамжит хүрзлүүр үйлдлүүд үргэлжлүүрт, механик нугаламт нөлөө нь цаг хугацаа үргэлжлүүрт нэмэгдэн, хүч үйлчилж буй үед хэрэгсэлийн зүүн хөдөлгөөн ойролцоогоор 5 микрометр хүртэл үүсдүүр. Проблем нь илүү ноцтой болдүүр, учир нь уламжлалт нээлттэй гүрвэл системүүд нь тусгайхан жижиг шилдүүрлүүдийг илрүүлж чадахгүй, мөн өөрсдийнхөөн адаптацийг хийж чадахгүй, үүн дагаж деталүүд нь үүрдүүр хүнд бүрдүүлэлтүүд (жишээ нь, тулгуур гадаргуу) дээр бид бүхнүүр хүндрүүлдүүр хэмжээний алдаа үүсдүүр. Бөлгөн винт механизмүүд дээрх дулааны өргөтнөл проблем нь илүү нарийн бүрдүүлэлтүүдийг хадгалахыг хүнд бүрдүүлдүүр: температурт холбоотой өөрчлүүлтүүд нь байрлалын нарийн бүрдүүлэлтүүдийг үлдүүрт нөлөөлдүүр, үүн дагаж урт үйлдвэрлэлтүүд дээр нарийн агаарын онгоцны компонентүүдийн бүрдүүлэлтүүдийг хадгалах нь тун хүнд бүрдүүлдүүр, учир нь миллиметрийн хувьд бүрдүүлэлтүүд нь үлдүүрт чухал.

Хаалттаяа пьезоэлектрик хөдөлгүүр: CNC токарын машинууд дээрх бодит цагт нөхөн төлбөр архитектура

Fast Tool Servo (FTS) систем нь нанометр тодруулалтын пиезоэлектрик хөдөлгөгчүүдийг тоног төхөөрөмжийн эзэмшигч дотор нь багтааж эдгээр асуудлыг шийдвэрлэдэг. Эдгээр системүүд 5000 Гц хүртэлх давтамжтай ажилладаг бөгөөд хатуу шугамтай хүчнүүдтэй тэмцэхын тулд хатуу шугамтай гүнжийг байнга тохируулдаг. Тэднийг онцгой болгодог зүйл нь тэдгээрийн хаалттай бүлэг загвар нь юм. Энэ нь холбоогүй байрлалын мэдрэгчүүдийг ашигладаг бөгөөд микро секундэд хэмжигддэг маш хурдан удирдлагын шинэчлэлтэй байдаг. Энэ нь гадаргууны хатуу байдлыг 0,1 мкм-ээс доош, дугуй байдлыг плюс-минус 0.3 мкм-д хадгалах боломжийг олгодог. Энэ нь хатуу бутлуур зэрэг хатуу материалын хаалттай хагалгаатай ч гэсэн гайхалтай юм.

Бодит цаг хугацааны байршлын хяналтын хууль: CNC-ийн эргэлтийн машин дээр өндөр хурдны контуржуулалтын тулд серво хариу үйлдлийг сайжруулах

CNC-ийн эргүүлэх үйлдлийн нарийн нарийвчлал нь миллисекунд түвшинд командыг гүйцэтгэх дээр суурилна. Стандарт хөдөлгөөний удирдлагын системүүд нь команд үүсгэх ба хөдөлгүүрт хариу үйлдлийн хооронд удаан хугацаа үүсгэдэг, үүнээс бүрхүүл хэлбэрт хүндрүүлж буй үед дагалдах алдаа нь цуглуулан өсдөг. Энэ удаан хугацаа нь ISO 10791-7 стандартын бүрхүүл хэлбэрт шинжилгээний үед дугуйлтын хазайлтад шууд нөлөөлдөг, хазайлт ±1.5 мкм-с илүү байдаг.

Удаан хугацаа ба дагалдах алдаа: Стандарт CNC-ийн эргүүлэх станцны хөдөлгөөний удирдлагын нууц хязгаарууд

Механик инэрцийн хослол, сигналаар боловсруулах хойшил, тооцооллын зардал нь стандарт системд 15-25 миллисекунд хоорондох хариуцлагын хооронд ордог. Шпинделийн хурд 800 рпм-ээс их болсны үед, энэ нь хатуулуулсан элсэлтийн ажил хийхэд маш түгээмэл байдаг. Эдгээр хоцролт нь хэрэгслийн замын харааны алдагдлыг илтгэдэг. Энэ нь ялангуяа радиусын хагацалд эсвэл үл огийн контур дагуу хөдөлж буй өндөр хурдацтай өөрчлөлтийн үед асуудалтай болдог. Агаарын тээврийн салбарын эд анги 0.8 микрометрээс доош дутагдалтай байх шаардлагагүй. Үүний үр дүнд үйлдвэрлэгчид зөвхөн тодорхойлолттой нийцүүлэхийн тулд их хэмжээний үнэтэй хоёр дахь удаагийн бүтээн байгуулалтын ажил хийх хэрэгтэй болдог.

Адаптив эргэлт + PID fusion: Цэгц хугацааг золиослоогүйгээр динамикийн үнэн зөв байдлыг нэмэгдүүлэх

Өнөөгийн удирдлагын системүүд нь урьдчилсан төлөвлөгөөний загварыг уламжлалт PID-ийн заалттай хольж өгдөг. Өргөдлийн хэсэг нь тус бүр хязгаарт ямар хэмжээний инэрци байх, ямар төрлийн хатуу хүчтэй байх магадлалтай болохыг урьдчилан таамаглаж, тул асуудал үүсэхээс өмнө нь нөхөн төлбөр тооцох боломжтой. Дараа нь PID-ийн бүлэг нь бодит цаг хугацаанд үлдсэн жижиг алдааг засах болно. Эдгээр хоёр арга нь хамтдаа ажиллахад үйлдвэрлэгчид хуучин аргаар харьцуулахад контурлах алдааны тоо 60 орчим хувиар буурдаг. Үнэхээр гайхалтай зүйл бол энэ нарийвчлал нь Ra-ийн үнэ цэнийг 0.2 мкм-ээс доош газарт хадгалан, мөн л цамхагтын хурд, дугуйны хугацааг үйлдвэрлэлийн үр ашгийн хувьд яг байх ёстой газарт хадгалдаг.

CNC-ийн эргэлтийн машин дахь тогтвортой нарийвчлалтай байхын тулд чухал ач холбогдолтой серво мотор сонгон шалгаруулалтын шалгуур үзүүлэлтүүд

Дулааны тогтвортой байдал vs Торк нягтрал: Хүнд металлын CNC эргэлтийн машины үйл ажиллагаанд урвалыг удирдах

Серво мотор сонгохдоо инженерүүд дулааны тогтвортой байдлыг дугуйны нягтралтай тэнцвэрт болгох хэрэгтэй. Дулааны тогтвортой байдал нь үндсэндээ хөдөлгүүр нь тасралтгүй үйл ажиллагааны үеэр халааж байгаа үедээ хэрхэн сайн үйл ажиллагаагаа хадгалах талаар хэлдэг. Дээрх дугуй нь ачаалалтай байх үед халуун болж, хөдөлгүүр нь цаг хугацаа өнгөрөх тусам байрлалаас холдох болно. Зөвхөн 10 градусын дулаан нэмэгдсэн тохиолдолд зохих удирдлагын системгүй моторуудад байршлын алдаа нь +--5 микрометр болж магадгүй. Ийм төрлийн ухрал нь нарийн үйлдвэрлэлд субмикрон тохиргоог хүргэхэд маш хэцүү болдог. Нөгөө талаас нь килограммын нэгд нь ньтон метрээр хэмжигддэг шидэлтийн өндөр нягтрал нь олон хэрэглээний хэрэгцээтэй хурдан нарийн тохируулга хийх боломжийг олгодог. Гэхдээ энэ ч гэсэн нэг саадтай зүйл. Учир нь илүү их шидэл нь үйл ажиллагааны үеэр илүү их дулаан үүсгэдэг. Энэ нь дулааны менежментийн хувьд бас нэгэн сорилт үүсгэдэг.

Хамгийн сайн сонголтод дэвшилтэт хүйтэн (жишээ нь, нэгдсэн дулааны утасны) болон өндөр зэрэглэлийн ламинатцийн зэс зэрэг бага гистерезтэй материалуудтай хөдөлгүүрүүд шаардлагатай. Титаний болон хатуулуулсан зэсний эргэлтийн тогтвортой нарийвчлалтай байхын тулд ISO 230-2 дулааны урсгалын хязгаар нь <2 мкм/цаг байхын зэрэгцээ ≥0,4 Нм/кг эргэлтийн дарамтыг хангасан нэгжүүдийг тэргүүлэх.

Практик үнэлгээний хүрээ: Нэгдсэн серво гүйцэтгэлийн үндсэн дээр CNC эргэлтийн машиныг сонгох

Сэргээлт VS Наттив интеграц: CNC-ийн эргэлтийн машины платформ дээр хурдан тоног төхөөрөмжийн серво нийцүүлэлтийг үнэлэх

Үйлдвэрлэгчид хуучин тоног төхөөрөмжийг шинэчлэх эсвэл FTS системд шилжих эсэх шийдэлд тулгарвал, тэд урт хугацаанд илүү үр дүнтэй, илүү хямдтай юу болохыг тэнцвэржүүлэх хэрэгтэй. Сэргээлт хийх нь урьдчилан мөнгө хэмнэх боловч механикийн эрсдэлтэй. Ямар асуудал байна вэ? Хилтгэлтийн асуудал нь л л бүхнийг эвдэж болно. Бид хуучин дүрмүүдэд пиезоэлектрик хөдөлгөгч нэмж байршуулах үнэн зөв байдлыг 60 орчим хувиар бууруулдаг тохиолдлыг үзсэн. Нөгөө талаас нь, төрөлхийн интеграци нь илүү сайн үр дүнг өгдөг, учир нь бүх зүйл машины хөдөлгөөн, дулааныг хэрхэн зохистой зохицуулдаг, эхлээд илүү үнэтэй ч юм. Судалгаанаас харахад үйлдвэрт үйлдвэрлэсэн системүүдээс илүү хатуу металлын ажил хийх үед дараагийн системүүд нь 12 орчим хувиар өөр өөр хэмжээтэй байдаг. Яагаад? Учир нь дулааны нөхөн төлбөр нь зөв биш, хуучин хавтан нь дарамтад өөр өөр хэлбэрээр ургадаг.

ISO 230-2 Тэмцээний үзүүлэлт: Серво-Дривент байршуулал тогтоох үнэн зөв байдлыг баталгаажуулах үйлдвэрлэгчээс хараат бус арга

ISO 230-2 шинжилгээ нь ажиллах ачаалал дор серво хөдөлгүүрт байршлын давтамжийг обьектив, стандартжуулсан аргаар баталгаажуулдаг. Лазер интерферометрийн тусламжтайгаар хоёр чиглэлд нарийн нарийн тодорхойлж, статик техникийн үзүүлэлтүүдээр нуугдаж буй зөрүүдийг илчлүүр. Худалдан авах бүлгүүдийн хувьд баталгаажуулснар танилцуулдаг:

• Урт хугацааны ажиллах үед дулааны компенсацийн үр дүн
• Зорилт хурданд лаг-ийн үүднээс үүсэх контур алдааны хэмжээ
• Серво архитектурын дагуу тогтворжих хугацааны ялгаа

ISO-ийн дугуй бүтцүүдийн шинжилгээнд 3 мкм-с илүү хазайлт үзүүлсэн машинууд нь нарийн аэрокосмос хэрэглээд 18% илүү хаягдмуйн хувь үзүүлдэг — тийнхүү ISO 230-2-ийн харгис бүтцүүд нь зөвхөн техникийн шаардлага биш, харин үйлдвэрлэлийн рискийн илтгэгч юм.

Түгээмэл асуулт

Стандарт CNC эргүүлэх машинууд суб-микрон нарийн тодорхойлолтуудад яагаад хүрдэггүй?

Стандарт CNC эргүүлэх машинууд нь өндөр хүчтний хүртүүлэлтүүдийн улмаас хөрвүүрт хазайлт үүсдэг, мөн нээлттэй гүйцэтгэлт системүүд нь жижиг хөдөлгөөнүүдийн үүднээс үүсэх хөдөлгөөнүүдийн дагуу зохицуулж чаддаггүй, үүн дотроо гадаргуугийн хүүдсүүд, хэлбэрт хазайлт үүсдэг.

Хурдан хэрэгсэл серво (FTS) систем гэж юу вэ?

Хурдан хэрэгсэл серво систем нь пьезоэлектрик хөдөлгүүрүүдийг ашиглан хэрэгслийн байршлыг бодит цагт зөвшөөрөх технологи бөлгүүн, өндөр давтамжтай хөдөлгүүрүүд ба хаалттаяа хяналтын тусламжтайгаар микрон-дөрвөлжин нарийн төвөгтэй нарийнчилалд хүрдүүр.

Тепловая тогтвортой байдал CNC бүсүүрлэх үед нарийнчилалд яаж нөлөөлдүүр?

Тепловая тогтвортой байдал нь ажиллах үед температур өсөх үед моторын ажиллах чадварыг хадгалахад чухал бөлгүүн. Хэрэв түүн дутагдвал тепловая шилжилт байршлын алдаануудыг үүсгэдүүр, микрон-дөрвөлжин толерансуудыг хүртүүлэх нь хийгүүр болдүүр.