Un sistema de servoaccionamiento del eje de alimentación (sistema servo) es un sistema de control automático que controla la posición o el ángulo de una máquina herramienta, como una máquina herramienta CNC. El motor de accionamiento utilizado para los servos del eje de alimentación requiere una respuesta rápida, un posicionamiento preciso y un gran momento de inercia. Los servomotores utilizados en sistemas electromecánicos tienen grandes momentos de inercia para que puedan conectarse directamente a componentes mecánicos, como tornillos de avance.
Los servos del eje de alimentación utilizan un pequeño-motor de inercia especial para lograr altas velocidades de respuesta. Sin embargo, este tipo de motor tiene una baja capacidad de sobrecarga y requiere dispositivos de aceleración y desaceleración cuando se utiliza en servosistemas de alimentación.
El momento de inercia refleja las características de aceleración del sistema. Al seleccionar un servomotor, el momento de inercia del sistema no debe exceder tres veces el momento de inercia del motor. Los motores con una inercia relativamente grande, que se utilizan a menudo en aplicaciones-específicas de empresas, pueden denominarse motores de servocontrol.
Por supuesto, el principio de funcionamiento básico de un servo de eje de alimentación no es diferente del de un motor de CA-CC normal. La unidad de accionamiento especial de este tipo de motor se denomina unidad de servoaccionamiento, a veces denominada simplemente módulo de servoaccionamiento, que normalmente incluye bucles cerrados de corriente, velocidad y/o posición.
Descripción general de los servosistemas del eje de alimentación
Los servosistemas del eje de alimentación utilizan dispositivos de transmisión mecánica y motores como objetos controlados, con un controlador en el núcleo y dispositivos de conversión electrónica de potencia como actuadores. Los sistemas de control automático de accionamiento eléctrico se componen bajo la guía de la teoría del control automático.
Este tipo de sistema controla el par, la velocidad y el ángulo del motor, convirtiendo la energía eléctrica en energía mecánica para lograr los requisitos de movimiento de la maquinaria en movimiento. En las máquinas herramienta CNC, el servosistema recibe la dirección de desplazamiento y la velocidad del sistema de la máquina herramienta CNC. Después de la transformación, ajuste y refinamiento, el motor y el mecanismo de transmisión mecánica accionan los ejes de coordenadas, el husillo, etc. de la máquina herramienta, y accionan la mesa de trabajo y el poste de la herramienta. A través de la articulación de los ejes, la herramienta genera varios movimientos mecánicos complejos en relación con la pieza de trabajo, mecanizando así las formas complejas de la pieza requeridas por el usuario.
Como actuador de una máquina herramienta CNC, el servosistema integra dispositivos electrónicos de potencia, funciones de control, accionamiento y protección. Con el avance de la tecnología de modulación de ancho de pulso digital, la tecnología de materiales de motor especiales, la tecnología microelectrónica y la tecnología de control moderna, ha pasado por un proceso de desarrollo desde motores paso a paso hasta motores de CC y luego a motores de CA. Hay muchos tipos de servosistemas en máquinas herramienta CNC. Este artículo analiza la estructura y clasificación simple de los servosistemas de ejes de alimentación, discutiendo brevemente su estado tecnológico actual y sus tendencias de desarrollo.
Estructura y clasificación de los servosistemas del eje de alimentación.
Desde una perspectiva estructural básica, un servosistema consta principalmente de tres partes: un controlador, una unidad de potencia, una unidad de retroalimentación y un motor. El controlador ajusta la cantidad de control en función de la diferencia entre el valor dado del sistema CNC y el valor operativo real detectado por la unidad de retroalimentación. El controlador de potencia, como circuito de accionamiento principal del sistema, aplica potencia al motor, ajusta la fuente de alimentación de voltaje constante al motor y acciona la máquina de acuerdo con la fuente de alimentación.
Los componentes principales varían mucho y cualquier cambio en cualquier componente puede constituir diferentes tipos de servosistemas. Por ejemplo, según el tipo de motor de accionamiento, se pueden dividir en servo de CC y servo de CA; Según el método de implementación del controlador, se pueden dividir en servo analógico y servo digital; Según la cantidad de bucles cerrados en el controlador, se pueden dividir en servo digitales. Se puede dividir a su vez en sistemas de control de bucle abierto-, sistemas de control de bucle único-, sistemas de control de bucle-doble y sistemas de control de bucle múltiple-.
En cuanto a la aplicación de los servosistemas de eje de alimentación en máquinas herramienta CNC, según los diferentes mecanismos de transmisión de la máquina herramienta, los servosistemas se dividen en servosistemas de alimentación y servosistemas de husillo. Luego, se analizan las características técnicas de diferentes servosistemas en función de otros factores.
Estado actual y perspectivas futuras de los servosistemas de alimentación
Los servos de avance controlan los ejes de coordenadas de una máquina herramienta CNC, generando movimientos que influyen en la dirección de avance de corte.
Por lo tanto, se necesitan servos de alimentación para ajustar rápidamente la velocidad de los ejes de coordenadas y controlar con precisión su posición. Requieren un amplio rango de velocidades, alta precisión de desplazamiento, buena estabilidad y respuesta dinámica rápida. Según el motor utilizado en el sistema, los servos de alimentación se pueden clasificar en servos paso a paso, servos de CC, servos de CA y servos lineales.