“İşleme Merkezleri için Servo Sistemin Kompozisyonu ve Gereksinimlerinin Ayrıntılı Açıklaması”
I. İşleme merkezleri için servo sisteminin bileşimi
Modern işleme merkezlerinde servo sistemi hayati bir rol oynar. Servo devreleri, servo tahrik cihazları, mekanik iletim mekanizmaları ve tahrik bileşenlerinden oluşur.
Servo sisteminin temel işlevi, sayısal kontrol sistemi tarafından verilen besleme hızı ve deplasman komut sinyallerini almaktır. İlk olarak, servo sürücü devresi bu komut sinyallerinde belirli bir dönüşüm ve güç yükseltmesi gerçekleştirir. Ardından, step motorlar, DC servo motorlar, AC servo motorlar vb. servo sürücü cihazları ve mekanik iletim mekanizmaları aracılığıyla, takım tezgahının iş tablası ve mil başlığı gibi tahrik bileşenleri, iş beslemesi ve hızlı hareket sağlamak için tahrik edilir. Sayısal kontrol makinelerinde, CNC cihazının komutları veren "beyin" gibi olduğu, servo sisteminin ise sayısal kontrol makinesinin "uzuvları" gibi yürütme mekanizması olduğu ve CNC cihazından gelen hareket komutlarını doğru bir şekilde yürütebildiği söylenebilir.
İşleme merkezlerinin servo sistemleri, genel takım tezgahlarının tahrik sistemleriyle karşılaştırıldığında önemli farklılıklara sahiptir. Komut sinyallerine göre tahrik bileşenlerinin hareket hızını ve konumunu hassas bir şekilde kontrol edebilir ve belirli kurallara göre hareket eden birden fazla tahrik bileşeni tarafından sentezlenen hareket yörüngesini gerçekleştirebilir. Bu, servo sisteminin yüksek düzeyde hassasiyet, kararlılık ve hızlı tepki kabiliyetine sahip olmasını gerektirir.
Modern işleme merkezlerinde servo sistemi hayati bir rol oynar. Servo devreleri, servo tahrik cihazları, mekanik iletim mekanizmaları ve tahrik bileşenlerinden oluşur.
Servo sisteminin temel işlevi, sayısal kontrol sistemi tarafından verilen besleme hızı ve deplasman komut sinyallerini almaktır. İlk olarak, servo sürücü devresi bu komut sinyallerinde belirli bir dönüşüm ve güç yükseltmesi gerçekleştirir. Ardından, step motorlar, DC servo motorlar, AC servo motorlar vb. servo sürücü cihazları ve mekanik iletim mekanizmaları aracılığıyla, takım tezgahının iş tablası ve mil başlığı gibi tahrik bileşenleri, iş beslemesi ve hızlı hareket sağlamak için tahrik edilir. Sayısal kontrol makinelerinde, CNC cihazının komutları veren "beyin" gibi olduğu, servo sisteminin ise sayısal kontrol makinesinin "uzuvları" gibi yürütme mekanizması olduğu ve CNC cihazından gelen hareket komutlarını doğru bir şekilde yürütebildiği söylenebilir.
İşleme merkezlerinin servo sistemleri, genel takım tezgahlarının tahrik sistemleriyle karşılaştırıldığında önemli farklılıklara sahiptir. Komut sinyallerine göre tahrik bileşenlerinin hareket hızını ve konumunu hassas bir şekilde kontrol edebilir ve belirli kurallara göre hareket eden birden fazla tahrik bileşeni tarafından sentezlenen hareket yörüngesini gerçekleştirebilir. Bu, servo sisteminin yüksek düzeyde hassasiyet, kararlılık ve hızlı tepki kabiliyetine sahip olmasını gerektirir.
II. Servo sistemler için gereklilikler
- Yüksek hassasiyet
Sayısal kontrollü makineler, önceden belirlenmiş bir programa göre otomatik olarak işlem yapar. Bu nedenle, yüksek hassasiyetli ve yüksek kaliteli iş parçalarının işlenmesi için servo sisteminin de yüksek hassasiyete sahip olması gerekir. Genel olarak, hassasiyet mikron seviyesine ulaşmalıdır. Çünkü modern üretimde, iş parçaları için hassasiyet gereksinimleri giderek artmaktadır. Özellikle havacılık, otomotiv ve elektronik ekipman gibi alanlarda, küçük bir hata bile ciddi sonuçlara yol açabilir.
Yüksek hassasiyetli kontrol elde etmek için servo sisteminin, tahrik bileşenlerinin konumunu ve hızını gerçek zamanlı olarak izlemek üzere kodlayıcılar ve kafes cetveller gibi gelişmiş sensör teknolojilerini benimsemesi gerekir. Aynı zamanda, servo tahrik cihazının da motorun hızını ve torkunu doğru bir şekilde kontrol etmek için yüksek hassasiyetli bir kontrol algoritmasına sahip olması gerekir. Ayrıca, mekanik aktarma mekanizmasının hassasiyeti de servo sisteminin hassasiyeti üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, işleme merkezleri tasarlanırken ve üretilirken, servo sisteminin hassasiyet gereksinimlerini karşılamak için bilyalı vidalar ve doğrusal kılavuzlar gibi yüksek hassasiyetli aktarma bileşenlerinin seçilmesi gerekir. - Hızlı tepki süresi
Hızlı tepki, servo sisteminin dinamik kalitesinin önemli göstergelerinden biridir. Servo sisteminin komut sinyalini takiben küçük bir takip hatasına sahip olması, hızlı tepki vermesi ve iyi bir kararlılığa sahip olması gerekir. Özellikle, verilen bir girişten sonra sistemin kısa bir süre içinde, genellikle 200 ms veya hatta onlarca milisaniye içinde orijinal kararlı duruma ulaşabilmesi veya geri yüklenebilmesi gerekir.
Hızlı tepki kabiliyeti, işleme merkezlerinin işleme verimliliği ve işleme kalitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Yüksek hızlı işlemede, takım ile iş parçası arasındaki temas süresi çok kısadır. Servo sisteminin, işleme hassasiyetini ve yüzey kalitesini sağlamak için komut sinyaline hızlı bir şekilde yanıt verebilmesi ve takımın konumunu ve hızını ayarlayabilmesi gerekir. Aynı zamanda, karmaşık şekillere sahip iş parçaları işlenirken, servo sisteminin komut sinyallerindeki değişikliklere hızlı bir şekilde yanıt verebilmesi ve işleme hassasiyetini ve verimliliğini sağlamak için çok eksenli bağlantı kontrolünü gerçekleştirebilmesi gerekir.
Servo sisteminin hızlı tepki kabiliyetini artırmak için yüksek performanslı servo sürücü cihazları ve kontrol algoritmaları kullanılmalıdır. Örneğin, hızlı tepki hızına, yüksek torka ve geniş hız regülasyon aralığına sahip AC servo motorların kullanılması, işleme merkezlerinin yüksek hızlı işleme gereksinimlerini karşılayabilir. Aynı zamanda, PID kontrol, bulanık kontrol ve sinir ağı kontrolü gibi gelişmiş kontrol algoritmalarının benimsenmesi, servo sisteminin tepki hızını ve kararlılığını artırabilir. - Geniş hız düzenleme aralığı
Farklı kesme takımları, iş parçası malzemeleri ve işleme gereksinimleri nedeniyle, sayısal kontrollü makinelerin her koşulda en iyi kesme koşullarını elde edebilmesini sağlamak için servo sisteminin yeterli bir hız düzenleme aralığına sahip olması gerekir. Bu sistem, hem yüksek hızlı işleme gereksinimlerini hem de düşük hızlı ilerleme gereksinimlerini karşılayabilir.
Yüksek hızlı işlemede, servo sisteminin işleme verimliliğini artırmak için yüksek hız ve ivme sağlayabilmesi gerekir. Düşük hızlı beslemede ise, işleme hassasiyetini ve yüzey kalitesini sağlamak için servo sisteminin istikrarlı düşük hızlı tork sağlayabilmesi gerekir. Bu nedenle, servo sisteminin hız düzenleme aralığı genellikle dakikada birkaç bin hatta on binlerce devire ulaşmalıdır.
Geniş bir hız regülasyon aralığı elde etmek için, yüksek performanslı servo sürücü cihazları ve hız regülasyon yöntemlerinin benimsenmesi gerekir. Örneğin, AC değişken frekanslı hız regülasyon teknolojisi, motorun kademesiz hız regülasyonunda geniş hız regülasyon aralığı, yüksek verimlilik ve yüksek güvenilirlik sağlayabilir. Aynı zamanda, vektör kontrolü ve doğrudan tork kontrolü gibi gelişmiş kontrol algoritmalarının benimsenmesi, motorun hız regülasyon performansını ve verimliliğini artırabilir. - Yüksek güvenilirlik
Sayısal kontrollü makinelerin çalışma hızı çok yüksektir ve genellikle 24 saat kesintisiz çalışırlar. Bu nedenle güvenilir bir şekilde çalışmaları gerekir. Sistemin güvenilirliği genellikle arızalar arasındaki zaman aralıklarının ortalama değerine, yani arızasız geçen ortalama süreye dayanır. Bu süre ne kadar uzunsa o kadar iyidir.
Servo sisteminin güvenilirliğini artırmak için yüksek kaliteli bileşenler ve gelişmiş üretim süreçleri benimsenmelidir. Aynı zamanda, servo sisteminin istikrarlı ve güvenilir performansını sağlamak için sıkı test ve kalite kontrol süreçlerine ihtiyaç vardır. Ayrıca, sistemin arıza toleransını ve arıza teşhis yeteneklerini iyileştirmek, bir arıza oluştuğunda zamanında onarılabilmesini ve işleme merkezinin normal çalışmasını sağlamak için yedekli tasarım ve arıza teşhis teknolojilerinin benimsenmesi gerekmektedir. - Düşük hızda büyük tork
Sayısal kontrollü makineler genellikle düşük hızlarda ağır kesme işlemleri gerçekleştirir. Bu nedenle, kesme işleminin gereksinimlerini karşılamak için besleme servo sisteminin düşük hızlarda yüksek bir tork çıkışına sahip olması gerekir.
Ağır kesme işlemlerinde, takım ile iş parçası arasındaki kesme kuvveti çok büyüktür. Servo sisteminin, kesme kuvvetini karşılayabilecek ve işlemenin sorunsuz ilerlemesini sağlayacak yeterli torku sağlayabilmesi gerekir. Düşük hızlı, yüksek torklu çıkış elde etmek için yüksek performanslı servo tahrik cihazları ve motorları kullanılmalıdır. Örneğin, yüksek tork yoğunluğuna, yüksek verimliliğe ve yüksek güvenilirliğe sahip kalıcı mıknatıslı senkron motorların kullanılması, işleme merkezlerinin düşük hızlı, yüksek tork gereksinimlerini karşılayabilir. Aynı zamanda, doğrudan tork kontrolü gibi gelişmiş kontrol algoritmalarının benimsenmesi, motorun tork çıkış kabiliyetini ve verimliliğini artırabilir.
Sonuç olarak, işleme merkezlerinin servo sistemi, sayısal kontrollü makinelerin önemli bir parçasıdır. Performansı, işleme merkezlerinin işleme hassasiyetini, verimliliğini ve güvenilirliğini doğrudan etkiler. Bu nedenle, işleme merkezleri tasarlanırken ve üretilirken servo sisteminin yapısı ve gereksinimleri tam olarak dikkate alınmalı ve servo sisteminin performansını ve kalitesini artırmak ve modern üretimin gelişim ihtiyaçlarını karşılamak için gelişmiş teknolojiler ve ekipmanlar seçilmelidir.