Meghatározás
A teljes zárt hurokvezérlő rendszer azt jelenti, hogy a CNC szerszámgép CNC vezérlő rendszere (CNC) először célpozíciós parancsot küld a meghajtó rendszernek (például egy szervo meghajtó). A meghajtó motor meghajtja a sebességváltó mechanizmust (ólomcsavar, vezető sínek), hogy meghajtsa a munkaasztalot. Ugyanakkor a rendszer közvetlenül összegyűjti a munkaasztal tényleges elmozdulási adatait egy magas - precíziós detektáló eszközön keresztül, és ezeket az adatokat valós időben visszanyeri a CNC -hez. A CNC összehasonlítja a "célpozíció" és a "tényleges helyzet" közötti eltérést, és automatikusan beállítja a meghajtó parancsot, amíg az eltérést megengedett tartományra (általában mikrométerre vagy akár nanométerre) nem csökkentik.
Összetétel
|
Részkategória |
Alapvető szerep |
Általános speciális alkatrészek |
|
CNC |
A teljesen zárt hurok "agya": célpozíció -utasításokat küld, visszacsatolási adatokat kap, kiszámítja a helyzet eltérését és a kimeneteket a korrekciós utasítások |
FANUC 0I/31I, Siemens 828D/840D, Mitsubishi M80 stb. |
|
Szervo meghajtó rendszer |
Az utasítások "végrehajtója": Javító utasításokat kap a CNC -től, beállítja a motor kimeneti nyomatékát és a sebességet, és a munkapadot mozgatni vezeti |
Szervo meghajtó (például a Fanuc I sorozat, a Siemens S120 sorozat) + szervo motor (általában állandó mágneses szinkron motor) |
|
Pozíció -észlelési eszköz (alapvető visszacsatoló alkatrész) |
A munkapad tényleges helyzetének közvetlen észlelése a teljes zárt hurok kulcsa: Az elmozdulást elektromos jelzé alakítják át, és visszajuttatják a CNC -hez |
- lineáris skála (leggyakrabban használják, legfeljebb 0,1 μm felbontással és erős anti - Interferencia képesség) - mágneses skála (olajos és poros környezetekhez, kb. 1 μm felbontás) - lézer -interferométer (magas - precíziós kalibráláshoz, non - Real - időbeli visszacsatolás, a szerszámgép pozicionálási hibáinak észlelésére szolgál) |
|
Mechanikai átviteli mechanizmus |
Csatlakoztassa a motort és a munkapadot a mozgás továbbításához: Nagy merevségnek és alacsony clearance -jellemzőinek kell lennie, hogy csökkentse saját hibájának a zárt hurokra gyakorolt hatását |
- golyócsavar (nagy precíziós fok, például C3/C2, pre - Meghúzó anyával, hogy kiküszöbölje a clearance -t) - Lineáris útmutatók (gördülő útmutatók vagy hidrosztatikus útmutatók a súrlódási hibák csökkentésére) - tengelykapcsoló (elasztikus tengelykapcsoló, a motor és a csavar közötti koaxialitási hiba kompenzálása) |
|
Komponensek végrehajtása (munkapad) |
Az a komponens, amely végül hordozza a munkadarabot és befejezi a mozgást: A mozgás pontossága közvetlenül meghatározza a feldolgozási pontosságot, és nagy stabilitással kell rendelkeznie |
Magas - precíziós munkapad (többnyire öntöttvasból vagy gránitból, öregedő kezeléssel a belső stressz kiküszöbölésére) |
Működési elv
A CNC eszköz kiállít egy mozgási parancsot, és a szervo -meghajtó meghajtja a szervo motort, hogy a szerszámgép mozgó részeit mozgatáshoz vezesse. Ugyanakkor a helyzetérzékelő eszköz valós időben méri a mozgó alkatrész tényleges helyzetét, és visszaadja a pozícióinformációkat a CNC eszközre. A CNC eszköz összehasonlítja a tényleges pozíciót a parancs pozíciójával és kiszámítja a helyzet eltérését. Ennek az eltérésnek köszönhetően a CNC -eszköz folyamatosan beállítja a szervo -meghajtó kimenetét, majd beállítja a szervo motor sebességét és irányát, hogy a mozgó alkatrész az eltérés csökkentése irányába mozogjon, amíg a tényleges helyzet és a parancs pozíciója el nem éri a megengedett pontosság tartományát.
Jellemzők
Előnyök:A teljesen zárt - hurokrendszer közvetlenül méri a mozgó alkatrész tényleges helyzetét, és kompenzálja a különféle hibákat valós időben, például a mechanikai átviteli hibát, a termikus deformációs hibát stb., Így magas a pozicionálási pontosság és a mozgás pontosságával, amelyek elérhetik a mikron vagy akár a nanométer szintjét.
Hátrányok:Számos kapcsolat, például a szerszámgép mechanikus sebességváltó alkatrészeinek bevonása miatt a rendszer stabilitása viszonylag gyenge, a hibakeresés és a karbantartás nehéz, és a költségek is magas.
Különbségek a teljes zárt hurokrendszer és a félig - zárt hurokrendszer között
A teljes zárt hurokrendszer és a félig - zárt hurokrendszer két általánosan használt pozícióvezérlő rendszer a CNC szerszámgépekben. Fő különbségeik a következők:
Észlelési helyzet és visszacsatolási módszer
Teljes zárt hurokrendszer: A helyzetérzékelő eszköz telepítve van a szerszámgép végső mozgó részére, például a Workbench vagy a szerszámtulajdonos, közvetlenül méri a mozgó alkatrész tényleges helyzetét, és visszaadja a Pozícióinformációkat a CNC eszközre, hogy zárt hurokvezérlést képezzen.
Semi - Zárt hurokrendszer: A helyzetérzékelő eszköz a szervo motor tengelyére vagy az ólomcsavar végére van felszerelve. A motor forgási szögének vagy az ólomcsavar forgási szögének mérésével a szerszámgép mozgó részének helyzetét közvetetten kiszámítják, és ezt az információt visszajuttatják a CNC eszközhöz.
Pontosság
Teljes zárt hurokrendszer: Mivel a mozgó alkatrész tényleges helyzetét közvetlenül mérik, az összes lánc által generált hibák, beleértve a mechanikus átviteli láncot, például az ólomcsavar hangmagasságát, a sebességváltó -sebességváltó hibát, a vezetési sín kopását stb., Valós időben felismerhetők és kompenzálhatók. Ezért a pozicionálási pontosság és a mozgás pontossága nagyon magas, általában ± 0,01 mm vagy még magasabb.
Semi - Zárt hurokrendszer: Csak a motorból az ólomcsavarig tartó hibát kompenzálhatja. Nem tudja közvetlenül kompenzálni a mechanikus átviteli hibát az ólomcsavar után, például az ólomcsavar és a munkapad közötti csatlakozási hibát, a munkapad vezető sín hibáját stb., Így a pontosság alacsonyabb, mint a teljes zárt hurokrendszernél, és a pozicionálási pontosság általában ± 0,05 mm.
Stabilitás
Teljes zárt hurokrendszer: Mivel magában foglalja a szerszámgép teljes mechanikus átviteli láncát, a rendszernek nagy tehetetlensége van, és számos nemlineáris tényező létezik, mint például a súrlódás és a merevségi változások a mechanikus átviteli összeköttetésben, ami könnyen okozhatja a rendszer rezgését és instabilitását. Ezért a rendszer stabilitása viszonylag gyenge, és a hibakeresés nehéz.
Semi - Zárt hurokrendszer: A visszacsatolási hurok nem tartalmazza, vagy csak a mechanikus átviteli kapcsolat egy részét tartalmazza. A rendszernek kicsi tehetetlensége, gyors dinamikus válasza, viszonylag jó stabilitása, viszonylag egyszerű hibakeresés van, és könnyen elérheti a nagyobb takarmány -sebességet és gyorsulást.
Költség
Teljes - Zárt - hurokrendszer: magas - precíziós helyzetérzékelő eszközök, például hosszú rácsos vonalvezetők, magas - precíziós forgó kódolók, stb. Használatához is szükség van, és a szerszámgép mechanikai szerkezeti követelményei szintén nagyon magasak. A rendszer pontosságának és stabilitásának biztosítása érdekében magas - precíziós vezető síneket, ólomcsavarokat és egyéb alkatrészeket kell használni, így a költségek viszonylag magas.
Semi - Zárt - hurokrendszer: A helyzetérzékelő eszköz általában egy szokásos pontosságú forgó kódoló, amelyet a motor vagy az ólomcsavar végére telepítenek, és a költségek viszonylag alacsonyak. Ugyanakkor a mechanikai szerkezet pontossági követelményei viszonylag alacsonyak, tehát a teljes költség alacsonyabb, mint a teljes - zárt - hurokrendszernél.
Alkalmazási forgatókönyv
Teljes - zárt - hurokrendszer: Rendkívül magas feldolgozási pontossági követelményekkel, például repülőgéppel, precíziós penészgyártás, elektronikus gyártás és egyéb mezők, és a magas- precíziós alkatrészek feldolgozására használják, például a Precíziós Penész Körbségszékek, Integrált áramköri Körzetek feldolgozására, stb.
Semi - zárt - hurokrendszer: Széles körben használják a CNC szerszámgépekben, általános precíziós követelményekkel, például a szokásos CNC esztergaval, a marógépekkel, a fúrási gépekkel stb.
