送り軸サーボ駆動システム（サーボシステム）は、CNC工作機械などの工作機械の位置や角度を制御する自動制御システムです。送り軸サーボに使用される駆動モーターには、高速応答、正確な位置決め、大きな慣性モーメントが求められます。電気機械システムで使用されるサーボ モーターは慣性モーメントが大きいため、親ネジなどの機械コンポーネントに直接接続できます。
送り軸サーボは、特殊な小型慣性モーターを利用して高い応答速度を実現します。{0}ただし、このタイプのモータは過負荷容量が低いため、送りサーボシステムで使用する場合は加減速装置が必要です。
慣性モーメントはシステムの加速特性を反映します。サーボモーターを選択する場合、システムの慣性モーメントがモーターの慣性モーメントの 3 倍を超えないようにしてください。比較的大きな慣性を持つモーターは、企業固有のアプリケーションでよく使用され、サーボ制御モーターと呼ばれます。{2}}
もちろん、送り軸サーボの基本的な動作原理は通常の AC{0}} DC モーターの動作原理と変わりません。このタイプのモーターの特別なドライブ ユニットはサーボ ドライブ ユニットと呼ばれ、単にサーボ ドライブ モジュールと呼ばれることもあります。これには通常、電流、速度、位置の閉ループが含まれます。
送り軸サーボシステムの概要
送り軸サーボシステムは、制御対象として機械伝達装置やモータを使用し、コントローラを中心にパワーエレクトロニクス変換装置をアクチュエータとして使用します。電気駆動自動制御システムは、自動制御理論に基づいて構築されます。
このタイプのシステムは、モーターのトルク、速度、角度を制御し、電気エネルギーを機械エネルギーに変換して、動く機械の動作要件を達成します。 CNC 工作機械では、サーボ システムが CNC 工作機械システムから変位と速度の方向を受け取ります。変形、調整、改良された後、モータと機械伝達機構により工作機械の座標軸や主軸などを駆動し、ワークテーブルや刃物台を駆動します。軸の連動により、工具はワークに対してさまざまな複雑な機械的動作を生成し、ユーザーが要求する複雑なワーク形状を加工します。
サーボ システムは、CNC 工作機械のアクチュエータとして、パワー エレクトロニクス デバイス、制御、駆動、保護機能を統合しています。デジタルパルス幅変調技術、特殊モーター材料技術、マイクロエレクトロニクス技術、最新の制御技術の進歩により、ステッピングモーターからDCモーター、そしてACモーターへの発展プロセスを経てきました。 CNC 工作機械にはさまざまな種類のサーボ システムがあります。この記事では、送り軸サーボシステムの構造と簡単な分類を分析し、現在の技術状況と開発傾向について簡単に説明します。
送り軸サーボシステムの構造と分類
基本的な構造から見ると、サーボシステムは主にコントローラー、パワードライブユニット、フィードバックユニットの3つの部分とモーターで構成されています。コントローラは、CNC システムの与えられた値とフィードバック ユニットによって検出された実際の動作値との差に基づいて制御量を調整します。パワードライバーは、システムの主な駆動回路として、モーターに電力を供給し、モーターへの定電圧からの電源供給を調整し、その電源に応じて機械を駆動します。
主要なコンポーネントは大きく異なり、コンポーネントを変更すると、異なるタイプのサーボ システムが構成される可能性があります。たとえば、駆動モーターの種類に基づいて、DC サーボと AC サーボに分けることができます。コントローラの実装方法に基づいて、アナログサーボとデジタルサーボに分けることができます。コントローラー内の閉ループの数に基づいて、それらはデジタル サーボに分割できます。さらに、開ループ制御システム、シングルループ制御システム、シングルループ制御システム、デュアルループ制御システム、マルチループ制御システムに分類できます。{{2}
CNC工作機械における送り軸サーボシステムの応用に関しては、工作機械のさまざまな伝達機構に基づいて、サーボシステムは送りサーボシステムとスピンドルサーボシステムに分けられます。次に、さまざまなサーボシステムの技術的特性が他の要因に基づいて分析されます。
フィードサーボシステムの現状と将来展望
送りサーボは CNC 工作機械の座標軸を制御し、切削送り方向に影響を与えるモーションを生成します。
したがって、座標軸の速度を迅速に調整し、その位置を正確に制御するには、送りサーボが必要です。広い速度範囲、高い変位精度、良好な安定性、および高速な動的応答が必要です。フィードサーボは、システムに使用されるモーターに基づいて、ステッパーサーボ、DC サーボ、AC サーボ、リニアサーボに分類できます。