Um sistema de servoacionamento de eixo de alimentação (servosistema) é um sistema de controle automático que controla a posição ou ângulo de uma máquina-ferramenta, como uma máquina-ferramenta CNC. O motor de acionamento usado para servos do eixo de alimentação requer resposta rápida, posicionamento preciso e grande momento de inércia. Servomotores utilizados em sistemas eletromecânicos possuem grandes momentos de inércia para que possam ser conectados diretamente a componentes mecânicos, como parafusos de avanço.
Os servos do eixo de alimentação utilizam um pequeno-motor de inércia especial para atingir altas velocidades de resposta. Porém, este tipo de motor possui baixa capacidade de sobrecarga e necessita de dispositivos de aceleração e desaceleração quando utilizado em servossistemas de alimentação.
O momento de inércia reflete as características de aceleração do sistema. Ao selecionar um servo motor, o momento de inércia do sistema não deve exceder três vezes o momento de inércia do motor. Motores com inércia relativamente grande, frequentemente usados em aplicações específicas-empresariais, podem ser chamados de motores de servocontrole.
É claro que o princípio básico de funcionamento de um servo de eixo de alimentação não é diferente daquele de um motor CA-CC normal. A unidade de acionamento especial deste tipo de motor é chamada de unidade de servoacionamento, às vezes chamada simplesmente de módulo de servoacionamento, que normalmente inclui malhas fechadas de corrente, velocidade e/ou posição.
Visão geral dos servossistemas do eixo de alimentação
Os servossistemas de eixo de alimentação usam dispositivos de transmissão mecânica e motores como objetos controlados, com um controlador no núcleo e dispositivos de conversão eletrônica de potência como atuadores. Os sistemas de controle automático de acionamento elétrico são compostos sob a orientação da teoria de controle automático.
Este tipo de sistema controla o torque, a velocidade e o ângulo do motor, convertendo energia elétrica em energia mecânica para atender aos requisitos de movimento da máquina em movimento. Nas máquinas-ferramenta CNC, o sistema servo recebe a direção do deslocamento e a velocidade do sistema da máquina-ferramenta CNC. Após a transformação, ajuste e refinamento, o motor e o mecanismo de transmissão mecânica acionam os eixos coordenados da máquina-ferramenta, o fuso, etc., e acionam a mesa de trabalho e o poste da ferramenta. Através da ligação dos eixos, a ferramenta gera vários movimentos mecânicos complexos em relação à peça, usinando assim os formatos complexos da peça exigidos pelo usuário.
Como atuador de uma máquina-ferramenta CNC, o sistema servo integra dispositivos eletrônicos de potência, controle, acionamento e funções de proteção. Com o avanço da tecnologia de modulação digital por largura de pulso, tecnologia de material de motor especial, tecnologia microeletrônica e tecnologia de controle moderna, ela passou por um processo de desenvolvimento de motores de passo para motores CC e, em seguida, para motores CA. Existem muitos tipos de servossistemas em máquinas-ferramentas CNC. Este artigo analisa a estrutura e classificação simples dos servossistemas de eixos de alimentação, discutindo brevemente seu status tecnológico atual e tendências de desenvolvimento.
Estrutura e Classificação de Servo Sistemas de Eixo de Alimentação
Do ponto de vista estrutural básico, um servo sistema consiste principalmente em três partes: um controlador, uma unidade de acionamento de potência, uma unidade de feedback e um motor. O controlador ajusta a quantidade de controle com base na diferença entre o valor fornecido pelo sistema CNC e o valor operacional real detectado pela unidade de feedback. O driver de energia, como circuito de acionamento principal do sistema, aplica energia ao motor, ajusta a fonte de alimentação da tensão constante ao motor e aciona a máquina de acordo com a fonte de alimentação.
Os componentes principais variam muito e qualquer alteração em qualquer componente pode constituir diferentes tipos de servossistemas. Por exemplo, com base no tipo de motor de acionamento, eles podem ser divididos em servo CC e servo CA; com base no método de implementação do controlador, eles podem ser divididos em servo analógico e servo digital; com base no número de malhas fechadas no controlador, elas podem ser divididas em servo digital. Ele pode ainda ser dividido em sistemas de controle de malha-aberta, sistemas de controle de malha-única, sistemas de controle de malha-dupla e sistemas de controle de malha-múltipla.
Em relação à aplicação de servossistemas de eixo de alimentação em máquinas-ferramenta CNC, com base nos diferentes mecanismos de transmissão de máquinas-ferramenta, os servossistemas são divididos em servossistemas de alimentação e servossistemas de fuso. Em seguida, as características técnicas dos diferentes servossistemas são analisadas com base em outros fatores.
Situação Atual e Perspectivas Futuras dos Servo Sistemas de Alimentação
Os servos de avanço controlam os eixos coordenados de uma máquina-ferramenta CNC, gerando movimentos que influenciam a direção do avanço de corte.
Portanto, servos de alimentação são necessários para ajustar rapidamente a velocidade dos eixos coordenados e controlar com precisão sua posição. Eles exigem uma ampla faixa de velocidade, alta precisão de deslocamento, boa estabilidade e resposta dinâmica rápida. Com base no motor utilizado no sistema, os servos de alimentação podem ser classificados em servos de passo, servos CC, servos CA e servos lineares.