En el camp de la fabricació de precisió, la precisió de posicionament de les màquines -eines CNC determina directament el límit superior de la qualitat del producte. El mètode de retroalimentació del sistema servo - bucle tancat complet o semi - Loop tancat - és crucial per influir en aquesta mètrica del nucli. El primer actua com a "ull global" per a la màquina -eina, captant la posició real de l'actuador en temps real; Aquest últim es basa en càlculs indirectes dels components de la unitat, aconseguint un equilibri entre la velocitat de resposta i el cost. L’elecció entre tots dos no només és un comerç - desactivat entre els enfocaments tècnics, sinó també un punt de decisió clau per adaptar -se a diferents necessitats de processament.
Posició i element de detecció de la retroalimentació
|
Tipus |
Posició de retroalimentació |
Element de detecció |
Objecte de detecció |
|
Bucle tancat complet |
Detecteu directament el desplaçament dels components d'execució final, com ara la taula de treball de màquines -eina/lineal |
Regla de reixa, interferòmetre làser, etc. |
Desplaçament real i velocitat de la taula de treball |
|
Semi - bucle tancat |
Detectar l’angle del servo o cargol de plom (calculeu indirectament el desplaçament de la taula de treball) |
Codificador rotatiu, codificador de pols, etc. |
Velocitat del motor, angle (convertit en desplaçament mitjançant la relació de transmissió) |
Precisió de control
Per a bucle tancat complet
Full - tancat - Control de bucle, en canvi, utilitza un element de detecció (com una escala lineal o escala magnètica) muntat directament sobre la taula de treball o el component mòbil per detectar directament la posició real de l'actuador final. La lògica de control és la següent: Després que la comanda del sistema es transmeti a la taula de treball mitjançant el component de la unitat, l’element de detecció recopila el desplaçament real de la taula de treball en temps real, realitza una comparació de bucles tancada - amb el valor de l’ordre i es corregeix directament per a errors en tots els aspectes del procés, inclòs l’automòbil, el cargol i la guia. Com que pot compensar els errors inherents de la cadena de transmissió mecànica, la precisió del bucle tancada completa - és més alta i la precisió de posicionament pot arribar a 0.0001 - 0,001 mm. S'utilitza principalment en escenaris de processament d'alta precisió (com ara motlles i processament de peces de precisió), però té requisits més elevats per a la precisió dels components de detecció i la depuració del sistema.
Per a semi - bucle tancat
En el control del bucle semi - tancat -, un element de detecció de posició (com un codificador) es munta a l'extrem d'un servo motor o cargol de bola, detectant només l'estat de moviment del component d'accionament. La lògica de control és la següent: Després que el sistema CNC emeti una ordre, l’element de detecció proporciona una retroalimentació real - a l’angle de rotació del motor/cargol. A continuació, el sistema calcula el desplaçament teòric de la taula de treball, el compara amb el valor de l'ordre i corregeix qualsevol desviació. Tot i això, aquest mètode no pot detectar errors mecànics com ara l'error de transmissió de cargol i l'autorització de la guia. La seva precisió depèn del nivell de fabricació mecànica. Normalment s'utilitza a les màquines -eina de rang de rang mid -, amb precisions de posicionament que van des de 0,001 a 0,01 mm.
Estabilitat del sistema
Bucle tancat complet
La rigidesa i les característiques d’amortiment de la cadena de transmissió mecànica afectaran directament l’estabilitat del sistema. És fàcil provocar tancament - oscil·lació del bucle a causa de la vibració mecànica, la deformació tèrmica, etc., que és difícil de depurar i requereix un disseny mecànic i una precisió de la instal·lació més elevada.
Semi - bucle tancat
El feedback no inclou la cadena de transmissió mecànica. El sistema de control només necessita ajustar el motor i el cargol. Té una estabilitat més elevada i requisits més baixos per als components mecànics. És adequat per a escenaris dinàmics de resposta dinàmica - i alta -.
Escenaris de costos i aplicacions
Bucle tancat complet
Cost elevat: ha d’estar equipat amb elements de detecció lineal de precisió d’alta - (com ara regles de reixa) i una estructura mecànica complexa (cal eliminar la depuració de transmissió).
Aplicació: High - Màvials de precisió (com ara màquines avorrides de coordenades, rectificadores de precisió) i High - Sistemes d’eix de precisió dels centres de mecanitzat.
Semi - bucle tancat
Cost baix: utilitza codificadors rotatius i té una estructura mecànica senzilla (no calen elements de detecció lineal). Aplicació: Populars Màquineses CNC, torns, màquines de fresat, petits i mitjans - centres de mecanitzat de mida.
Depuració i manteniment
Bucle tancat complet
És necessari depurar repetidament la rigidesa de la cadena de transmissió mecànica i els paràmetres del sistema de control (com el guany, el filtratge) i el cost de manteniment és elevat (cal calibrar l’element de detecció regularment).
Semi - bucle tancat
La depuració és principalment per a Motors i Servo Systems, i el manteniment és senzill (no cal calibrar les peces mecàniques amb freqüència).
Resum i comparació
|
Dimensió |
Bucle tancat complet |
Semi - bucle tancat |
|
Precisió |
Alta (correcció de l'error de la cadena de transmissió) |
Medi (segons la precisió mecànica) |
|
Estabilitat |
Baix (fàcilment afectat per la maquinària) |
Alt (no inclou la cadena de transmissió) |
|
Costar |
Alt (element de detecció + requisits mecànics) |
Baixa (estructura simple) |
|
Dificultat de depuració |
Alt (necessitat de coincidir amb la maquinària i el control) |
Baix (només ajusteu els paràmetres del motor) |
|
Escenaris típics |
Manquet de precisió, High - Màvials de precisió |
Manualització ordinària, petites i mitjanes - màquines -eines de mida |
|
Suggeriments de selecció |
High - escenaris de precisió |
Escenaris econòmics. |
