Definiţie
Sistemul complet de control al buclelor închise înseamnă că sistemul de control CNC (CNC) al unei mașini -unelte CNC trimite mai întâi o comandă de poziție țintă către sistemul de acționare (cum ar fi o unitate servo). Motorul de acționare conduce mecanismul de transmisie (șurub de plumb, șine de ghidare) pentru a conduce masa de lucru. În același timp, sistemul colectează direct datele de deplasare reale ale pachetului de lucru printr -un dispozitiv de detectare a preciziei - și alimentează aceste date înapoi la CNC în timp real. CNC compară abaterea dintre „poziția țintă” și „poziția reală” și ajustează automat comanda de acționare până când abaterea este redusă la un interval admisibil (de obicei micrometri sau chiar nanometri).
Compoziţie
|
Categorie de piese |
Rolul de bază |
Părți specifice comune |
|
CNC |
„Creierul” buclei complet închise: trimite instrucțiuni de poziție țintă, primește date de feedback, calculează abaterile de poziție și ieșirile Instrucțiuni de corectare |
Fanuc 0i/31i, Siemens 828d/840D, Mitsubishi M80, etc. |
|
Sistem Servo Drive |
„Executor” de instrucțiuni: primește instrucțiuni de corecție de la CNC, ajustează cuplul și viteza de ieșire a motorului și determină banca de lucru să se miște |
Servo Drive (cum ar fi seria Fanuc I, seria Siemens S120) + Motor Servo (de obicei motor sincron cu magnet permanent) |
|
Dispozitiv de detectare a poziției (componentă de feedback de bază) |
Detectarea directă a poziției reale a bancului de lucru este cheia la bucla închisă completă: deplasarea este transformată într -un semnal electric și readus la CNC |
- scară liniară (cel mai frecvent utilizat, cu o rezoluție de până la 0,1µm și puternică anti - capacitate de interferență) - scară magnetică (adecvat pentru medii uleioase și prăfuite, rezoluție de aproximativ 1 μm) - interferometru laser (pentru calibrare de precizie -, non - real - feedback în timp, utilizat pentru a detecta erorile de poziționare a mașinii -unelte) |
|
Mecanism de transmisie mecanică |
Conectați motorul și banca de lucru pentru a transmite mișcare: trebuie să aibă o rigiditate ridicată și caracteristici de eliberare scăzute pentru a reduce impactul propriei erori asupra buclei închise |
- șurub cu bilă (grad de înaltă precizie, cum ar fi C3/C2, cu pre -- piuliță de strângere pentru a elimina clearance -ul) - Ghiduri liniare (ghiduri rulante sau ghiduri hidrostatice pentru a reduce erorile de frecare) - cuplare (cuplare elastică, compensând eroarea de coaxialitate dintre motor și șurub) |
|
Executarea componentelor (Workbench) |
Componenta care poartă în cele din urmă piesa de lucru și finalizează mișcarea: precizia mișcării sale determină în mod direct precizia procesării și trebuie să aibă o stabilitate ridicată |
High - banc de lucru de precizie (în cea mai mare parte din fontă sau granit, cu tratament de îmbătrânire pentru a elimina stresul intern) |
Principiul de lucru
Dispozitivul CNC emite o comandă de mișcare, iar driverul servo conduce servo -motorul să conducă părțile în mișcare ale mașinii -unelte să se miște. În același timp, dispozitivul de detectare a poziției măsoară poziția reală a părții în mișcare în timp real și alimentează informațiile de poziție către dispozitivul CNC. Dispozitivul CNC compară poziția reală alimentate cu poziția de comandă și calculează abaterea poziției. Conform acestei abateri, dispozitivul CNC ajustează continuu ieșirea driverului servo, apoi ajustează viteza și direcția servo -motorului pentru a face ca partea în mișcare să se deplaseze în direcția reducerii abaterii până la abaterea dintre poziția reală și poziția de comandă atinge intervalul de precizie admisibil.
Caracteristici
Avantaje:Sistemul de buclă complet închis - măsoară direct poziția reală a părții în mișcare și poate compensa diverse erori în timp real, cum ar fi eroarea de transmisie mecanică, eroarea de deformare termică etc.
Dezavantaje:Datorită includerii multor legături, cum ar fi părțile de transmisie mecanică a mașinii -unelte, stabilitatea sistemului este relativ slabă, depanarea și întreținerea sunt dificile, iar costul este, de asemenea, ridicat.
Diferențele dintre sistemul cu buclă închisă completă și semi - sistem cu buclă închisă
Sistemul complet cu buclă închisă și sistemul semi - sunt două sisteme de control de poziție utilizate în mod obișnuit în mașinile -unelte CNC. Principalele lor diferențe sunt următoarele:
Poziția de detectare și metoda de feedback
Sistem complet cu buclă închisă: Dispozitivul de detectare a poziției este instalat pe partea finală în mișcare a mașinii -unelte, cum ar fi bancul de lucru sau suportul de scule, măsoară direct poziția reală a părții în mișcare și alimentează informațiile de poziție la dispozitivul CNC pentru a forma un control cu buclă închisă.
Semi - Sistem cu buclă închisă: Dispozitivul de detectare a poziției este instalat pe arborele motorului servo sau la capătul șurubului de plumb. Prin măsurarea unghiului de rotație al motorului sau a unghiului de rotație al șurubului de plumb, poziția părții în mișcare a mașinii -unelte este calculată indirect, iar aceste informații sunt readuse înapoi la dispozitivul CNC.
Precizie
Sistemul complet de buclă închisă: Deoarece poziția reală a părții în mișcare este măsurată direct, erorile generate de toate legăturile, inclusiv lanțul de transmisie mecanică, cum ar fi eroarea de plasă a șurubului de plumb, eroarea de transmisie a angrenajului, uzura șinei de ghidare etc., pot fi detectate și compensate în timp real. Prin urmare, precizia de poziționare și precizia mișcării sunt foarte mari, ajungând în general la ± 0,01 mm sau chiar mai mare.
Semi - Sistem cu buclă închisă: poate compensa doar eroarea de la motor la șurubul de plumb. Nu poate compensa în mod direct eroarea de transmisie mecanică după șurubul de plumb, cum ar fi eroarea de conectare între șurubul de plumb și banca de lucru, eroarea de șină de ghidare a bancului de lucru, etc.
Stabilitate
Sistem complet cu buclă închisă: Deoarece include întregul lanț de transmisie mecanică al mașinii -unelte, sistemul are o inerție mare și există mulți factori neliniari, cum ar fi modificările de frecare și rigiditate în legătura de transmisie mecanică, care pot provoca cu ușurință vibrații și instabilitatea sistemului. Prin urmare, stabilitatea sistemului este relativ slabă, iar depanarea este dificilă.
Semi - Sistem cu buclă închisă: Bucla de feedback nu include sau include doar o parte din legătura de transmisie mecanică. Sistemul are inerție mică, răspuns dinamic rapid, stabilitate relativ bună, depanare relativ ușoară și poate obține cu ușurință viteze și accelerații de alimentare mai mari.
Cost
Full - închis - Sistem de buclă: Necesită utilizarea dispozitivelor de detectare a poziției de precizie ridicate -, cum ar fi rigle lungi de grâu, codificatoare rotative de precizie ridicate, iar cerințele de structură mecanică ale mașinii -unelte sunt de asemenea foarte mari. Este necesar să folosiți șine de ghidare de precizie -}, șuruburi de plumb și alte componente pentru a asigura precizia și stabilitatea sistemului, astfel încât costul este relativ mare.
Semi - închis - Sistem de buclă: Dispozitivul de detectare a poziției este, în general, un codificator rotativ de precizie obișnuită, care este instalat la sfârșitul motorului sau șurubului de plumb, iar costul este relativ scăzut. În același timp, cerințele de precizie pentru structura mecanică sunt relativ scăzute, deci costul general este mai mic decât cel al sistemului complet - închis -.
Scenariu de aplicație
Full - închis - Sistem de buclă: Este potrivit pentru ocazii cu cerințe de precizie de prelucrare extrem de ridicate, cum ar fi fabricarea aerospațială, fabricarea mucegaiului de precizie, fabricarea electronică și alte câmpuri și este utilizat pentru a prelucra piese de motor de precizie ridicate -, cum ar fi lame de motor, circuit integrat, etc.
Sistem de buclă semi - închis -}: Este utilizat pe scară largă în mașinile -unelte CNC cu cerințe generale de precizie, cum ar fi strunguri CNC obișnuite, mașini de frezare, mașini de foraj etc., și pot răspunde nevoilor cele mai mecanice procesări, cum ar fi prelucrarea pieselor auto, fabricarea pieselor mecanice, etc.
