Różne klasyfikacje systemów serwo

Różne klasyfikacje systemów serwo:

1. System serwo z otwartą pętlą

Układ serwo z otwartą pętlą jest układem bez sprzężenia zwrotnego położenia, a jego elementami napędowymi są głównie silniki krokowe mocy lub hydrauliczne silniki impulsowe. Istotą zasady działania tych dwóch elementów napędowych jest konwersja impulsów cyfrowych na przemieszczenia kątowe. Do osiągnięcia pozycjonowania nie wykorzystuje elementów detekcji położenia, ale opiera się na samym urządzeniu napędowym. Kąt obrotu jest proporcjonalny do liczby impulsów sterujących; prędkość ruchu zależy od stopnia zaawansowania. Określana jest częstotliwość impulsu.

Układ serwo z otwartą pętlą ma prostą konstrukcję i jest łatwy do kontrolowania, ale ma słabą dokładność, niską prędkość i nierówności oraz niski moment obrotowy. Zwykle stosowany w lekko obciążonych lub ekonomicznych obrabiarkach CNC z niewielkimi zmianami obciążenia.

 

2. Układ serwo z zamkniętą pętlą

Układ serwo z zamkniętą pętlą to system śledzenia błędów. Błąd systemu posuwu obrabiarki CNC to różnica pomiędzy poleceniem położenia wydanym przez CNC a rzeczywistym położeniem stołu obrabiarki (lub imaka narzędziowego). Siłownik ruchu systemu z zamkniętą pętlą nie może odzwierciedlać położenia ruchu, dlatego wymagane jest urządzenie wykrywające położenie. Urządzenie mierzy rzeczywiste przemieszczenie lub położenie rzeczywiste i przekazuje zmierzoną wartość z powrotem do urządzenia CNC, porównuje z instrukcją, uzyskuje błąd i stanowi kontrolę położenia w pętli zamkniętej.

Ponieważ serwomechanizm w pętli zamkniętej steruje ze sprzężeniem zwrotnym, urządzenie do pomiaru sprzężenia zwrotnego charakteryzuje się dużą precyzją, dzięki czemu można skompensować błąd łańcucha transmisyjnego systemu, błąd każdego elementu w pętli oraz błąd spowodowany ruchem, co znacznie poprawia dokładność śledzenia i dokładność pozycjonowania.

 

3. Układ z pętlą półzamkniętą

Element wykrywający położenie nie jest instalowany bezpośrednio na końcowej ruchomej części współrzędnej posuwu, ale jest przekształcany poprzez położenie części mechanicznej przekładni pośrodku, co nazywa się pomiarem pośrednim. Oznacza to, że część łańcucha przenoszenia ruchu współrzędnych znajduje się poza pętlą zamkniętą położenia, a błąd transmisji poza pętlą nie jest kompensowany przez system, więc dokładność tego układu serwo jest niższa niż w przypadku układu z zamkniętą pętlą.

Struktura sterowania systemów z pętlą półzamkniętą i zamkniętą jest taka sama. Różnica polega na tym, że system z zamkniętą pętlą zawiera więcej mechanicznych elementów przekładni w pętli, a błąd transmisji może być kompensowany. Teoretycznie dokładność może być bardzo wysoka. Jednak ze względu na odkształcenia mechaniczne, zmiany temperatury, wibracje i inne czynniki stabilność systemu jest trudna do dostosowania. Ponadto, po pewnym czasie pracy obrabiarki, ze względu na zmiany w elementach przekładni mechanicznej, zużycie, odkształcenia i inne czynniki, łatwo jest zmienić stabilność i dokładność układu. Dlatego obecnie stosuje się więcej systemów z pętlą półzamkniętą. Systemu serwo z całkowicie zamkniętą pętlą należy używać wyłącznie na precyzyjnych obrabiarkach CNC o dużej zwartości elementów przekładni, stabilnej wydajności i niewielkiej różnicy temperatur podczas użytkowania.