"मशीनिंग सेंटरसाठी सर्व्हो सिस्टीमची रचना आणि आवश्यकतांचे तपशीलवार स्पष्टीकरण"
I. मशीनिंग सेंटरसाठी सर्वो सिस्टमची रचना
आधुनिक मशीनिंग सेंटर्समध्ये, सर्वो सिस्टीम महत्त्वाची भूमिका बजावते. ती सर्वो सर्किट्स, सर्वो ड्राइव्ह उपकरणे, यांत्रिक ट्रान्समिशन यंत्रणा आणि अ‍ॅक्च्युएटिंग घटकांनी बनलेली असते.
सर्वो सिस्टीमचे मुख्य कार्य म्हणजे संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीद्वारे जारी केलेले फीड स्पीड आणि डिस्प्लेसमेंट कमांड सिग्नल प्राप्त करणे. प्रथम, सर्वो ड्राइव्ह सर्किट या कमांड सिग्नलवर विशिष्ट रूपांतरण आणि पॉवर अॅम्प्लिफिकेशन करेल. नंतर, स्टेपर मोटर्स, डीसी सर्वो मोटर्स, एसी सर्वो मोटर्स इत्यादी सर्वो ड्राइव्ह उपकरणांद्वारे आणि मेकॅनिकल ट्रान्समिशन यंत्रणांद्वारे, मशीन टूलचे वर्कटेबल आणि स्पिंडल हेडस्टॉक सारखे अ‍ॅक्च्युएटिंग घटक वर्क फीड आणि जलद हालचाल साध्य करण्यासाठी चालवले जातात. असे म्हणता येईल की संख्यात्मक नियंत्रण मशीनमध्ये, सीएनसी डिव्हाइस हे "मेंदू" सारखे असते जे कमांड जारी करते, तर सर्वो सिस्टम ही संख्यात्मक नियंत्रण मशीनच्या "अंगां" सारखी कार्यकारी यंत्रणा असते आणि सीएनसी डिव्हाइसमधून मोशन कमांड अचूकपणे अंमलात आणू शकते.
सामान्य मशीन टूल्सच्या ड्राइव्ह सिस्टीमच्या तुलनेत, मशीनिंग सेंटर्सच्या सर्वो सिस्टीममध्ये आवश्यक फरक आहेत. ते कमांड सिग्नलनुसार हालचालीचा वेग आणि अ‍ॅक्च्युएटिंग घटकांची स्थिती अचूकपणे नियंत्रित करू शकते आणि विशिष्ट नियमांनुसार अनेक अ‍ॅक्च्युएटिंग घटकांद्वारे संश्लेषित केलेल्या हालचालीचा मार्ग साकार करू शकते. यासाठी सर्वो सिस्टीममध्ये उच्च प्रमाणात अचूकता, स्थिरता आणि जलद प्रतिसाद क्षमता असणे आवश्यक आहे.
आधुनिक मशीनिंग सेंटर्समध्ये, सर्वो सिस्टीम महत्त्वाची भूमिका बजावते. ती सर्वो सर्किट्स, सर्वो ड्राइव्ह उपकरणे, यांत्रिक ट्रान्समिशन यंत्रणा आणि अ‍ॅक्च्युएटिंग घटकांनी बनलेली असते.
सर्वो सिस्टीमचे मुख्य कार्य म्हणजे संख्यात्मक नियंत्रण प्रणालीद्वारे जारी केलेले फीड स्पीड आणि डिस्प्लेसमेंट कमांड सिग्नल प्राप्त करणे. प्रथम, सर्वो ड्राइव्ह सर्किट या कमांड सिग्नलवर विशिष्ट रूपांतरण आणि पॉवर अॅम्प्लिफिकेशन करेल. नंतर, स्टेपर मोटर्स, डीसी सर्वो मोटर्स, एसी सर्वो मोटर्स इत्यादी सर्वो ड्राइव्ह उपकरणांद्वारे आणि मेकॅनिकल ट्रान्समिशन यंत्रणांद्वारे, मशीन टूलचे वर्कटेबल आणि स्पिंडल हेडस्टॉक सारखे अ‍ॅक्च्युएटिंग घटक वर्क फीड आणि जलद हालचाल साध्य करण्यासाठी चालवले जातात. असे म्हणता येईल की संख्यात्मक नियंत्रण मशीनमध्ये, सीएनसी डिव्हाइस हे "मेंदू" सारखे असते जे कमांड जारी करते, तर सर्वो सिस्टम ही संख्यात्मक नियंत्रण मशीनच्या "अंगां" सारखी कार्यकारी यंत्रणा असते आणि सीएनसी डिव्हाइसमधून मोशन कमांड अचूकपणे अंमलात आणू शकते.
सामान्य मशीन टूल्सच्या ड्राइव्ह सिस्टीमच्या तुलनेत, मशीनिंग सेंटर्सच्या सर्वो सिस्टीममध्ये आवश्यक फरक आहेत. ते कमांड सिग्नलनुसार हालचालीचा वेग आणि अ‍ॅक्च्युएटिंग घटकांची स्थिती अचूकपणे नियंत्रित करू शकते आणि विशिष्ट नियमांनुसार अनेक अ‍ॅक्च्युएटिंग घटकांद्वारे संश्लेषित केलेल्या हालचालीचा मार्ग साकार करू शकते. यासाठी सर्वो सिस्टीममध्ये उच्च प्रमाणात अचूकता, स्थिरता आणि जलद प्रतिसाद क्षमता असणे आवश्यक आहे.
II. सर्वो सिस्टमसाठी आवश्यकता
- उच्च अचूकता
संख्यात्मक नियंत्रण यंत्रे पूर्वनिर्धारित कार्यक्रमानुसार स्वयंचलितपणे प्रक्रिया करतात. म्हणून, उच्च-परिशुद्धता आणि उच्च-गुणवत्तेच्या वर्कपीसवर प्रक्रिया करण्यासाठी, सर्वो सिस्टममध्येच उच्च अचूकता असणे आवश्यक आहे. सर्वसाधारणपणे, अचूकता मायक्रॉन पातळीपर्यंत पोहोचली पाहिजे. याचे कारण असे की आधुनिक उत्पादनात, वर्कपीससाठी अचूकता आवश्यकता अधिकाधिक वाढत आहेत. विशेषतः एरोस्पेस, ऑटोमोबाईल उत्पादन आणि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे यासारख्या क्षेत्रात, अगदी लहान त्रुटीमुळे देखील गंभीर परिणाम होऊ शकतात.
उच्च-परिशुद्धता नियंत्रण साध्य करण्यासाठी, सर्वो सिस्टमला रिअल टाइममध्ये अ‍ॅक्च्युएटिंग घटकांची स्थिती आणि वेग निरीक्षण करण्यासाठी एन्कोडर आणि ग्रेटिंग रूलर सारख्या प्रगत सेन्सर तंत्रज्ञानाचा अवलंब करणे आवश्यक आहे. त्याच वेळी, सर्वो ड्राइव्ह डिव्हाइसमध्ये मोटरचा वेग आणि टॉर्क अचूकपणे नियंत्रित करण्यासाठी उच्च-परिशुद्धता नियंत्रण अल्गोरिदम असणे देखील आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, यांत्रिक ट्रान्समिशन यंत्रणेची अचूकता देखील सर्वो सिस्टमच्या अचूकतेवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पाडते. म्हणून, मशीनिंग सेंटर डिझाइन आणि उत्पादन करताना, सर्वो सिस्टमच्या अचूकतेची आवश्यकता सुनिश्चित करण्यासाठी बॉल स्क्रू आणि रेषीय मार्गदर्शकांसारखे उच्च-परिशुद्धता ट्रान्समिशन घटक निवडणे आवश्यक आहे. - जलद गती प्रतिसाद
जलद प्रतिसाद हे सर्वो सिस्टीमच्या गतिमान गुणवत्तेचे एक महत्त्वाचे लक्षण आहे. त्यासाठी सर्वो सिस्टीममध्ये कमांड सिग्नलचे अनुसरण करताना एक छोटीशी त्रुटी असणे आवश्यक आहे आणि त्यात जलद प्रतिसाद आणि चांगली स्थिरता असणे आवश्यक आहे. विशेषतः, दिलेल्या इनपुटनंतर, सिस्टम कमी वेळात, साधारणपणे २०० मिलिसेकंद किंवा डझनभर मिलिसेकंदांच्या आत, मूळ स्थिर स्थितीत पोहोचू शकते किंवा पुनर्संचयित करू शकते हे आवश्यक आहे.
जलद प्रतिसाद क्षमतेचा मशीनिंग सेंटर्सच्या प्रक्रिया कार्यक्षमतेवर आणि प्रक्रियेच्या गुणवत्तेवर महत्त्वाचा प्रभाव पडतो. हाय-स्पीड मशीनिंगमध्ये, टूल आणि वर्कपीसमधील संपर्क वेळ खूपच कमी असतो. सर्वो सिस्टमला कमांड सिग्नलला त्वरीत प्रतिसाद देण्यास आणि प्रक्रिया अचूकता आणि पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी टूलची स्थिती आणि वेग समायोजित करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे. त्याच वेळी, जटिल आकारांसह वर्कपीसवर प्रक्रिया करताना, सर्वो सिस्टमला कमांड सिग्नलमधील बदलांना त्वरीत प्रतिसाद देण्यास आणि प्रक्रिया अचूकता आणि कार्यक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी मल्टी-अक्ष लिंकेज नियंत्रण प्राप्त करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे.
सर्वो सिस्टमची जलद प्रतिसाद क्षमता सुधारण्यासाठी, उच्च-कार्यक्षमता सर्वो ड्राइव्ह उपकरणे आणि नियंत्रण अल्गोरिदम स्वीकारणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, जलद प्रतिसाद गती, मोठा टॉर्क आणि विस्तृत गती नियमन श्रेणी असलेल्या एसी सर्वो मोटर्स वापरणे, मशीनिंग केंद्रांच्या उच्च-गती मशीनिंग आवश्यकता पूर्ण करू शकते. त्याच वेळी, पीआयडी नियंत्रण, फजी नियंत्रण आणि न्यूरल नेटवर्क नियंत्रण यासारख्या प्रगत नियंत्रण अल्गोरिदमचा अवलंब केल्याने सर्वो सिस्टमची प्रतिसाद गती आणि स्थिरता सुधारू शकते. - मोठी वेग नियंत्रण श्रेणी
वेगवेगळ्या कटिंग टूल्स, वर्कपीस मटेरियल आणि प्रोसेसिंग आवश्यकतांमुळे, कोणत्याही परिस्थितीत संख्यात्मक नियंत्रण मशीन सर्वोत्तम कटिंग परिस्थिती मिळवू शकतात याची खात्री करण्यासाठी, सर्वो सिस्टममध्ये पुरेशी गती नियमन श्रेणी असणे आवश्यक आहे. ते हाय-स्पीड मशीनिंग आवश्यकता आणि लो-स्पीड फीड आवश्यकता दोन्ही पूर्ण करू शकते.
हाय-स्पीड मशीनिंगमध्ये, सर्वो सिस्टमला प्रक्रिया कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी उच्च गती आणि प्रवेग प्रदान करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे. कमी-स्पीड फीडिंगमध्ये असताना, सर्वो सिस्टमला प्रक्रिया अचूकता आणि पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी स्थिर कमी-स्पीड टॉर्क प्रदान करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे. म्हणून, सर्वो सिस्टमची गती नियमन श्रेणी सामान्यतः प्रति मिनिट अनेक हजार किंवा अगदी हजारो क्रांतींपर्यंत पोहोचणे आवश्यक आहे.
मोठ्या गती नियमन श्रेणी साध्य करण्यासाठी, उच्च-कार्यक्षमता सर्वो ड्राइव्ह उपकरणे आणि गती नियमन पद्धती स्वीकारणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, एसी व्हेरिएबल फ्रिक्वेन्सी स्पीड रेग्युलेशन तंत्रज्ञानाचा वापर करून मोटरचे स्टेपलेस स्पीड रेग्युलेशन साध्य करता येते, ज्यामध्ये विस्तृत गती नियमन श्रेणी, उच्च कार्यक्षमता आणि चांगली विश्वासार्हता असते. त्याच वेळी, वेक्टर नियंत्रण आणि थेट टॉर्क नियंत्रण यासारख्या प्रगत नियंत्रण अल्गोरिदमचा अवलंब केल्याने मोटरची गती नियमन कार्यक्षमता आणि कार्यक्षमता सुधारू शकते. - उच्च विश्वसनीयता
संख्यात्मक नियंत्रण यंत्रांचा कार्यप्रणालीचा दर खूप जास्त असतो आणि ते बहुतेकदा २४ तास सतत काम करतात. म्हणून, त्यांना विश्वासार्हपणे काम करणे आवश्यक असते. प्रणालीची विश्वासार्हता बहुतेकदा अपयशांमधील कालावधीच्या सरासरी मूल्यावर आधारित असते, म्हणजेच, अपयशाशिवाय सरासरी वेळ. हा कालावधी जितका जास्त असेल तितका चांगला.
सर्वो सिस्टीमची विश्वासार्हता सुधारण्यासाठी, उच्च-गुणवत्तेचे घटक आणि प्रगत उत्पादन प्रक्रिया स्वीकारणे आवश्यक आहे. त्याच वेळी, सर्वो सिस्टीमची स्थिर आणि विश्वासार्ह कामगिरी सुनिश्चित करण्यासाठी त्याची कठोर चाचणी आणि गुणवत्ता नियंत्रण आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, सिस्टमची फॉल्ट टॉलरन्स आणि फॉल्ट डायग्नोसिस क्षमता सुधारण्यासाठी अनावश्यक डिझाइन आणि फॉल्ट डायग्नोसिस तंत्रज्ञानाचा अवलंब करणे आवश्यक आहे जेणेकरून फॉल्ट झाल्यास वेळेत त्याची दुरुस्ती करता येईल आणि मशीनिंग सेंटरचे सामान्य ऑपरेशन सुनिश्चित करता येईल. - कमी वेगाने मोठा टॉर्क
न्यूमेरिकल कंट्रोल मशीन्स अनेकदा कमी वेगाने जड कटिंग करतात. म्हणून, कटिंग प्रक्रियेच्या आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी फीड सर्वो सिस्टमला कमी वेगाने मोठा टॉर्क आउटपुट असणे आवश्यक आहे.
जड कटिंग दरम्यान, टूल आणि वर्कपीसमधील कटिंग फोर्स खूप मोठा असतो. कटिंग फोर्सवर मात करण्यासाठी आणि प्रक्रियेची सुरळीत प्रगती सुनिश्चित करण्यासाठी सर्वो सिस्टमला पुरेसा टॉर्क प्रदान करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे. कमी-वेगवान हाय-टॉर्क आउटपुट मिळविण्यासाठी, उच्च-कार्यक्षमता सर्वो ड्राइव्ह डिव्हाइसेस आणि मोटर्सचा अवलंब करणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, उच्च टॉर्क घनता, उच्च कार्यक्षमता आणि चांगली विश्वासार्हता असलेल्या कायमस्वरूपी चुंबक सिंक्रोनस मोटर्स वापरणे मशीनिंग सेंटरच्या कमी-वेगवान हाय-टॉर्क आवश्यकता पूर्ण करू शकते. त्याच वेळी, डायरेक्ट टॉर्क कंट्रोल सारख्या प्रगत नियंत्रण अल्गोरिदमचा अवलंब केल्याने मोटरची टॉर्क आउटपुट क्षमता आणि कार्यक्षमता सुधारू शकते.
शेवटी, मशीनिंग सेंटर्सची सर्वो सिस्टीम ही संख्यात्मक नियंत्रण मशीन्सचा एक महत्त्वाचा भाग आहे. त्याची कार्यक्षमता मशीनिंग सेंटर्सच्या प्रक्रिया अचूकता, कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हतेवर थेट परिणाम करते. म्हणून, मशीनिंग सेंटर्सची रचना आणि उत्पादन करताना, सर्वो सिस्टीमची रचना आणि आवश्यकता पूर्णपणे विचारात घेतल्या पाहिजेत आणि सर्वो सिस्टीमची कार्यक्षमता आणि गुणवत्ता सुधारण्यासाठी आणि आधुनिक उत्पादनाच्या विकासाच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी प्रगत तंत्रज्ञान आणि उपकरणे निवडली पाहिजेत.