Ορισμός
Το πλήρες σύστημα ελέγχου κλειστού βρόχου σημαίνει ότι το σύστημα ελέγχου CNC (CNC) ενός εργαλείου μηχανής CNC στέλνει πρώτα μια εντολή θέσης προορισμού στο σύστημα μονάδας δίσκου (όπως μια μονάδα δίσκου σερβο). Ο κινητήρας κίνησης οδηγεί τον μηχανισμό μετάδοσης (βίδα μολύβδου, ράγες οδηγού) για να οδηγήσει το τραπέζι εργασίας. Ταυτόχρονα, το σύστημα συλλέγει απευθείας τα πραγματικά δεδομένα μετατόπισης του πίνακα εργασίας μέσω ενός υψηλού - συσκευής ανίχνευσης ακριβείας και τροφοδοτεί αυτά τα δεδομένα πίσω στο CNC σε πραγματικό χρόνο. Το CNC συγκρίνει την απόκλιση μεταξύ της "θέσης -στόχου" και της "πραγματικής θέσης" και ρυθμίζει αυτόματα την εντολή μονάδας έως ότου η απόκλιση μειωθεί σε επιτρεπόμενο εύρος (συνήθως μικρομέτρων ή ακόμα και νανομέτρων).
Σύνθεση
|
Κατηγορία μέρους |
Βασικός ρόλος |
Κοινά συγκεκριμένα μέρη |
|
CNC |
Ο "εγκέφαλος" του πλήρως κλειστού βρόχου: στέλνει οδηγίες θέσης στόχου, λαμβάνει δεδομένα ανατροφοδότησης, υπολογίζει τις αποκλίσεις θέσης και τις εξόδους οδηγίες διόρθωσης |
Fanuc 0i/31i, Siemens 828D/840D, Mitsubishi M80, κλπ. |
|
ΣΥΣΤΗΜΑ SERVO DRIVE |
"Εκτελεστής" Οδηγιών: Λαμβάνει οδηγίες διόρθωσης από το CNC, προσαρμόζει τη ροπή και την ταχύτητα του κινητήρα και οδηγεί τον πάγκο εργασίας να μετακινηθεί |
Servo Drive (όπως η σειρά Fanuc I, Siemens S120 Series) + Servo Motor (συνήθως σύγχρονος κινητήρας μόνιμου μαγνήτη) |
|
Συσκευή ανίχνευσης θέσης (συστατικό ανάδρασης πυρήνα) |
Η άμεση ανίχνευση της πραγματικής θέσης του Workbench είναι το κλειδί για τον πλήρη κλειστό βρόχο: η μετατόπιση μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα και τροφοδοτείται πίσω στο CNC |
- Γραμμική κλίμακα (συνηθέστερα χρησιμοποιείται, με ανάλυση μέχρι 0,1μm και ισχυρή ικανότητα παρεμβολής -) - μαγνητική κλίμακα (κατάλληλη για λιπαρά και σκονισμένα περιβάλλοντα, ανάλυση περίπου 1 μm) - Συμβολόμετρο λέιζερ (για υψηλή - βαθμονόμηση ακριβείας, μη - πραγματικό - χρόνο ανάδρασης, που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση σφάλματα τοποθέτησης εργαλειομηχανών) |
|
Μηχανικός μηχανισμός μετάδοσης |
Συνδέστε τον κινητήρα και τον πάγκο εργασίας για να μεταδώσετε την κίνηση: πρέπει να έχει υψηλή ακαμψία και χαμηλή απόσταση χαρακτηριστικά για να μειώσει την επίδραση του δικού του σφάλματος στον κλειστό βρόχο |
- Βίδα σφαίρας (βαθμός υψηλής ακρίβειας, όπως C3/C2, με pre - παξιμάδι για εξάλειψη της κάθαρσης) - Γραμμικοί οδηγοί (οδηγοί κυλιόμενου ή υδροστατικούς οδηγούς για τη μείωση των σφαλμάτων τριβής) - Σύζευξη (ελαστική σύζευξη, αντισταθμίζοντας το σφάλμα ομοταξίας μεταξύ του κινητήρα και της βίδας) |
|
Εκτέλεση εξαρτημάτων (Workbench) |
Το στοιχείο που τελικά μεταφέρει το τεμάχιο εργασίας και ολοκληρώνει την κίνηση: η ακρίβεια της κίνησης καθορίζει άμεσα την ακρίβεια επεξεργασίας και πρέπει να έχει υψηλή σταθερότητα |
Υψηλή - Precision Workbench (κυρίως κατασκευασμένο από χυτοσίδηρο ή γρανίτη, με γήρανση θεραπεία για την εξάλειψη του εσωτερικού στρες) |
Αρχή εργασίας
Η συσκευή CNC εκδίδει μια εντολή κίνησης και ο οδηγός σερβομηχανισμού οδηγεί τον σερβοκινητήρα για να οδηγήσει τα κινούμενα μέρη του εργαλείου εργαλείου για να μετακινηθεί. Ταυτόχρονα, η συσκευή ανίχνευσης θέσης μετράει την πραγματική θέση του κινούμενου τμήματος σε πραγματικό χρόνο και τροφοδοτεί τις πληροφορίες θέσης στη συσκευή CNC. Η συσκευή CNC συγκρίνει την πραγματική θέση που τροφοδοτείται με τη θέση της εντολής και υπολογίζει την απόκλιση θέσης. Σύμφωνα με αυτή την απόκλιση, η συσκευή CNC ρυθμίζει συνεχώς την έξοδο του προγράμματος οδήγησης σερβο και στη συνέχεια ρυθμίζει την ταχύτητα και την κατεύθυνση του κινητήρα σερβοκίνης για να κάνει το κινούμενο μέρος να κινείται προς την κατεύθυνση της μείωσης της απόκλισης έως ότου η απόκλιση μεταξύ της πραγματικής θέσης και της θέσης της εντολής φτάνει στο επιτρεπόμενο εύρος ακρίβειας.
Χαρακτηριστικά
Φόντα:Το πλήρως κλειστό σύστημα - βρόχος μετρά άμεσα την πραγματική θέση του κινούμενου τμήματος και μπορεί να αντισταθμίσει διάφορα σφάλματα σε πραγματικό χρόνο, όπως σφάλμα μηχανικής μετάδοσης, σφάλμα θερμικής παραμόρφωσης κλπ.
Μειονεκτήματα:Λόγω της συμπερίληψης πολλών δεσμών, όπως τα μηχανικά τμήματα μετάδοσης του εργαλείου, η σταθερότητα του συστήματος είναι σχετικά φτωχή, η εντοπισμός σφαλμάτων και η συντήρηση είναι δύσκολη και το κόστος είναι επίσης υψηλό.
Διαφορές μεταξύ του συστήματος πλήρους κλειστού βρόχου και του ημι -- σύστημα κλειστού βρόχου
Το πλήρες σύστημα κλειστού βρόχου και το ημι -- σύστημα κλειστού βρόχου είναι δύο συστήματα ελέγχου θέσης σε εργαλεία CNC. Οι κύριες διαφορές τους είναι οι εξής:
Μέθοδος θέσης και ανάδρασης ανίχνευσης
Σύστημα πλήρους κλειστού βρόχου: Η συσκευή ανίχνευσης θέσης είναι εγκατεστημένη στο τελικό κινούμενο τμήμα του εργαλείου μηχανής, όπως ο κάτοχος εργασίας ή ο κάτοχος εργαλείων, μετρά άμεσα την πραγματική θέση του κινούμενου τμήματος και τροφοδοτεί τις πληροφορίες θέσης στη συσκευή CNC για να σχηματίσουν έναν έλεγχο κλειστού βρόχου.
Semi - Σύστημα κλειστού βρόχου: Η συσκευή ανίχνευσης θέσης είναι εγκατεστημένη στον άξονα του σερβοκινητήρα ή στο άκρο της βίδας μολύβδου. Με τη μέτρηση της γωνίας περιστροφής του κινητήρα ή της γωνίας περιστροφής της βίδας μολύβδου, η θέση του κινούμενου τμήματος του εργαλείου εργαλείου υπολογίζεται έμμεσα και οι πληροφορίες αυτές τροφοδοτούνται πίσω στη συσκευή CNC.
Ακρίβεια
Το πλήρες σύστημα κλειστού βρόχου: Δεδομένου ότι η πραγματική θέση του κινούμενου τμήματος μετριέται άμεσα, τα σφάλματα που παράγονται από όλους τους συνδέσμους, συμπεριλαμβανομένης της μηχανικής αλυσίδας μετάδοσης, όπως σφάλμα βιδών βιδών, σφάλμα μετάδοσης ταχύτητας, φθορά των σιδηροδρόμων κλπ. Επομένως, η ακρίβεια της τοποθέτησης και η ακρίβεια της κίνησης είναι πολύ υψηλή, γενικά φτάνοντας ± 0,01mm ή ακόμα υψηλότερη.
Semi - Σύστημα κλειστού βρόχου: Μπορεί να αντισταθμίσει μόνο το σφάλμα από τον κινητήρα μέχρι τη βίδα μολύβδου. Δεν μπορεί να αντισταθμίσει άμεσα το μηχανικό σφάλμα μετάδοσης μετά τη βίδα του μολύβδου, όπως το σφάλμα σύνδεσης μεταξύ της βίδας μολύβδου και του πάγκου εργασίας, του σφάλματος του οδηγού του Workbench κ.λπ.
Σταθερότητα
Πλήρες σύστημα κλειστού βρόχου: Δεδομένου ότι περιλαμβάνει ολόκληρη τη μηχανική αλυσίδα μετάδοσης του εργαλείου, το σύστημα έχει μεγάλη αδράνεια και υπάρχουν πολλοί μη γραμμικοί παράγοντες όπως οι μεταβολές της τριβής και της δυσκαμψίας στη σύνδεση μηχανικής μετάδοσης, οι οποίες μπορούν εύκολα να προκαλέσουν δόνηση και αστάθεια του συστήματος. Ως εκ τούτου, η σταθερότητα του συστήματος είναι σχετικά φτωχή και η εντοπισμός σφαλμάτων είναι δύσκολη.
SEMI - Σύστημα κλειστού βρόχου: Ο βρόχος ανάδρασης δεν περιλαμβάνει ή περιλαμβάνει μόνο μέρος της σύνδεσης μηχανικής μετάδοσης. Το σύστημα έχει μικρή αδράνεια, γρήγορη δυναμική απόκριση, σχετικά καλή σταθερότητα, σχετικά εύκολη εντοπισμό σφαλμάτων και μπορεί εύκολα να επιτύχει υψηλότερες ταχύτητες τροφοδοσίας και επιταχύνσεις.
Κόστος
Πλήρης - Κλειστό - Σύστημα βρόχου: Απαιτεί τη χρήση υψηλών - συσκευών ανίχνευσης θέσης ακριβείας, όπως οι χάρακες μακράς γραμμής, οι υψηλές - περιστροφικές κωδικοποιητές ακριβείας κ.λπ. Είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε τις ράγες οδηγού ακριβείας, τις βίδες μολύβδου και άλλα εξαρτήματα για την ακρίβεια και τη σταθερότητα του συστήματος, επομένως το κόστος είναι σχετικά υψηλό.
SEMI - Κλειστό - Σύστημα βρόχου: Η συσκευή ανίχνευσης θέσης είναι γενικά ένας περιστροφικός κωδικοποιητής συνηθισμένης ακρίβειας, ο οποίος είναι εγκατεστημένος στο τέλος του κινητήρα ή της βίδας μολύβδου και το κόστος είναι σχετικά χαμηλό. Ταυτόχρονα, οι απαιτήσεις ακρίβειας για τη μηχανική δομή είναι σχετικά χαμηλές, οπότε το συνολικό κόστος είναι χαμηλότερο από αυτό του πλήρους - κλειστό - σύστημα βρόχου.
Σενάριο εφαρμογής
Πλήρης - Κλειστό - Σύστημα βρόχου: Είναι κατάλληλο για περιπτώσεις με εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις ακρίβειας επεξεργασίας, όπως αεροδιαστημική, ενσωματωμένες πινακίδες, κλπ.
SEMI - Κλειστό - Σύστημα βρόχου: Χρησιμοποιείται ευρέως σε εργαλεία μηχανής CNC με γενικές απαιτήσεις ακριβείας, όπως οι συνηθισμένες τόρνια CNC, μηχανές άλεσης, μηχανές γεώτρησης κλπ. Και
