Määratlus
Täielik suletud ahela juhtimissüsteem tähendab, et CNC -tööpinkide CNC juhtsüsteem (CNC) saadab esmalt draivisüsteemi (näiteks servo draiv) sihtpositsiooni käsu. Ajamimootor juhib käigukasti mehhanismi (plii kruvi, juhtrööpad), et juhtida. Samal ajal kogub süsteem otse töötabeli tegelikke nihkeandmeid kõrge - täpsuse tuvastamise seadme kaudu ja toidab neid andmeid reaalajas CNC -le. CNC võrdleb kõrvalekaldet "sihtpositsiooni" ja "tegeliku positsiooni" vahel ning reguleerib automaatselt draivi käsu, kuni kõrvalekalle vähendatakse lubatud vahemikuni (tavaliselt mikromeetrid või isegi nanomeetrid).
Koosseis
|
Osakategooria |
Põhiroll |
Tavalised osad |
|
CNC |
Täielikult suletud silmuse "aju": saadab sihtpositsiooni juhised, saab tagasiside andmeid, arvutab positsioonihälbed ja väljundid parandusjuhised |
Fanuc 0i/31i, Siemens 828d/840d, Mitsubishi M80 jne. |
|
Servo ajamissüsteem |
Juhiste "testamenditäitja": saab CNC -lt parandusjuhised, reguleerib mootori väljundi pöördemomenti ja kiirust ning ajab tööpinki liikuma |
Servo Drive (näiteks Fanuc I seeria, Siemens S120 seeria) + servomootor (tavaliselt püsiv magnet sünkroonmootor) |
|
Positsiooni tuvastamise seade (südamiku tagasiside komponent) |
Workbenchi tegeliku asukoha otsene tuvastamine on täieliku suletud ahela võti: nihe teisendatakse elektriliseks signaaliks ja suunatakse tagasi CNC -sse |
- lineaarne skaala (kõige sagedamini kasutatud, eraldusvõimega kuni 0,1 um ja tugev anti - häirete võime) - magnetiline skaala (sobib õlisele ja tolmusele keskkonnale, eraldusvõime umbes 1 μm) - laserinterferomeeter (kõrge - täpse kalibreerimise jaoks, non - reaalne - aja tagasiside, mida kasutatakse masinapinkide positsioneerimisvigade tuvastamiseks) |
|
Mehaaniline ülekandemehhanism |
Ühendage mootor ja tööpink liikumise edastamiseks: sellel peab olema kõrge jäikus ja madal kliirens omadused, et vähendada tema enda vea mõju suletud silmusele |
- kuuli kruvi (ülitäpse hinne, näiteks C3/C2, koos eel -, pingutage mutter, et kliirensit kõrvaldada) - lineaarsed juhendid (veerevad juhendid või hüdrostaatilised juhendid hõõrdevigade vähendamiseks) - sidumine (elastne sidumine, mootori ja kruvi vahelise koaksiaalsuse vea kompenseerimine) |
|
Komponentide täitmine (Workbench) |
Komponent, mis lõppkokkuvõttes toorikut kannab ja liigub liikumise lõpule: selle liikumise täpsus määrab otseselt töötlemise täpsuse ja peab olema kõrge stabiilsus |
Kõrge - täppis tööpink (enamasti valmistatud malmist või graniidist, vananeva töötlemisega sisemise stressi kõrvaldamiseks) |
Tööpõhimõte
CNC -seade väljastab liikumiskäsu ja servo -draiver juhib servomootori, et juhtida tööpinkide liikuvaid osi liikumiseks. Samal ajal mõõdab positsiooni tuvastamise seade reaalajas liikuva osa tegelikku asukohta ja tagab positsiooniteabe CNC -seadmesse. CNC seade võrdleb tegelikku positsiooni, mida toidetakse käsupositsiooniga ja arvutab positsioonihälbe. Selle kõrvalekalde kohaselt reguleerib CNC seade pidevalt servojuhi väljundit ning reguleerib seejärel servomootori kiirust ja suunda, et liikuv osa liiguks kõrvalekalde vähendamise suunas, kuni kõrvalekalle tegeliku asendi ja käsupositsiooni vahel saavutab lubatud täpsuse ulatuse.
Omadused
Eelised:Täielikult suletud - silmusüsteem mõõdab otseselt liikuva osa tegelikku asukohta ja suudab reaalajas mitmesuguseid vigu kompenseerida, näiteks mehaanilise ülekandeviga, termilise deformatsiooni viga jne, nii et sellel on kõrge positsioneerimise täpsus ja liikumise täpsus, mis jõuab mikronini või isegi nanomeetri tasemeni.
Puudused:Tänu paljude linkide, näiteks tööpinkide mehaaniliste ülekandeosade lisamise tõttu, on süsteemi stabiilsus suhteliselt kehv, silumine ja hooldus on keeruline ning ka kulud on suured.
Erinevused suletud ahela süsteemi ja pool - suletud ahela süsteemi vahel
Täielik suletud ahela süsteem ja pool - Suletud ahela süsteem on CNC tööpinkides kaks tavaliselt kasutatavat positsiooni juhtimissüsteemi. Nende peamised erinevused on järgmised:
Tuvastamise positsioon ja tagasiside meetod
Täielik suletud silmuse süsteem: positsiooni tuvastamise seade on installitud tööpinkide lõplikule liikuvale osale, näiteks Workbenchi või tööriistahoidja, mõõdab otseselt liikuva osa tegelikku asukohta ja tagab positsiooniteabe CNC -seadmesse, et moodustada suletud ahela juhtimine.
Semi - suletud ahela süsteem: positsiooni tuvastamise seade on paigaldatud servomootori võllile või plii kruvi otsa. Mõõtes mootori pöörlemisnurga või pliikruvi pöörlemisnurga, arvutatakse kaudselt tööriista liikuva osa asukoht ja see teave suunatakse tagasi CNC -seadmesse.
Täpsus
Täielik suletud ahela süsteem: Kuna liikuva osa tegelikku asukohta on otse mõõdetud, saab kõigi linkide tekitatud vead, sealhulgas mehaaniline käigukasti ahel, näiteks pliipikkiviga viga, käigukasti viga, juhilõite jne, tuvastada ja kompenseerida reaalajas. Seetõttu on positsioneerimise täpsus ja liikumise täpsus väga kõrge, ulatudes üldiselt ± 0,01 mm või veelgi kõrgemale.
Semi - suletud ahela süsteem: saab kompenseerida ainult mootori vea plii kruvile. See ei saa otseselt kompenseerida mehaanilise ülekandeviga pärast pliikruvi, näiteks pliikruvi ja tööpinki vahelise ühendusviga, tööpinki juhtroaviga jne, nii et täpsus on madalam kui täis suletud ahela süsteemi ja positsioneerimise täpsus on tavaliselt umbes ± 0,05 mm.
Stabiilsus
Täielik suletud ahela süsteem: kuna see sisaldab kogu tööpinkide mehaanilist ülekandeahelat, on süsteemil suur inerts ja mehaanilise ülekandeühenduse korral on palju mittelineaarseid tegureid, näiteks hõõrde- ja jäikuste muutused, mis võivad hõlpsalt põhjustada süsteemi vibratsiooni ja ebastabiilsust. Seetõttu on süsteemi stabiilsus suhteliselt halb ja silumine on keeruline.
Semi - Suletud ahela süsteem: tagasiside silmus ei sisalda ega hõlma ainult mehaanilise ülekande lingi osa. Süsteemil on väike inerts, kiire dünaamiline reageerimine, suhteliselt hea stabiilsus, suhteliselt lihtne silumine ja see võib hõlpsalt saavutada suuremat söödakiirust ja kiirendusi.
Maksumus
Full - suletud - silmusüsteem: see nõuab kõrge - täpsusasendi tuvastamise seadmete kasutamist, näiteks pikad restide joonlauad, kõrged - PRECISIION PROVISION -kooderid jne, ja tööriista mehaanilised struktuurinõuded on ka väga kõrged. Süsteemi täpsuse ja stabiilsuse tagamiseks on vaja kasutada kõrgeid - täppisjuhiseid, pliiprekste ja muid komponente, nii et kulud on suhteliselt kõrge.
Semi - suletud - silmusüsteem: positsiooni tuvastamise seade on üldiselt tavalise täpsuse pöörlev kooder, mis on paigaldatud mootori või pliikruvi lõppu ja kulud on suhteliselt madal. Samal ajal on mehaanilise struktuuri täpsusnõuded suhteliselt madalad, seega on üldkulud madalamad kui täis - suletud - silmuse süsteem.
Rakenduse stsenaarium
Täis - suletud - silmusüsteem: see sobib eriti kõrge töötlemis täpsuse nõuetega, näiteks lennundusvormide valmistamise, elektroonilise tootmise ja muude väljade töötlemiseks, ning seda kasutatakse kõrge-, näiteks õhusõidukite mootoriga hallitusseadmete, integreeritud vooluahelateks.
Semi - suletud - silmusüsteem: seda kasutatakse laialdaselt CNC -tööpinkides, millel on üldised täpsusnõuded, näiteks tavalised CNC -treipingid, jahvatusmasinad, puurimismasinad jne ning see võib vastata enamiku mehaaniliste töötlemise vajadustele, näiteks autode töötlemise töötlemise, mehaaniliste osade töötlemise jms.
