A les màquines -eines de CNC, els codificadors i els governants de la ratlla són components de retroalimentació de posició clau . Tenen funcions similars i formen una relació complementària a causa de diferents principis tècnics i escenaris d'aplicació ..
Conceptes i principis bàsics dels codificadors i els governants de la ratlla
Codificador
Estructura i principi:
Instal·lat a l'extrem de l'eix del motor o del cargol de plom, converteix l'angle de rotació en un senyal elèctric mitjançant fotoelèctrics, magnetoelèctrics i altres mètodes . es divideix en codificadors incrementals i codificadors absoluts:
Codificador incremental: sorteix senyals de pols, determina l’angle de rotació i la velocitat comptant els polsos i requereix restabliment del punt de referència (com ara el retorn de la màquina -eina) .
Codificador absolut: cada posició correspon a un codi únic i la posició absoluta es pot obtenir directament sense un punt de referència .
Funció bàsica
Mesureu l’angle de rotació del motor o cargol de plom i calculeu indirectament el desplaçament del banc de treball (mitjançant la conversió de pas), que s’utilitza per al control de velocitat i la retroalimentació de la posició dels sistemes de bucle semi-tancat .
Escala lineal / reixeta òptica
Estructura i principi
Consisteix en una reixeta a escala (fixat al rail de guia de la màquina -eina) i un capçal de lectura (instal·lat a la part mòbil) . converteix el desplaçament lineal en un senyal elèctric mitjançant l'efecte moiré de les ratlles .
Funció bàsica:
Mesura directament el desplaçament lineal del banc de treball amb una precisió del nivell de micres (com ara 0 . 5μm, 1μm), i s'utilitza per a la retroalimentació de la posició del sistema de bucle tancat per evitar la influència de l'error de pas del cargol de plom, la deformació tèrmica, etc.
La relació entre el codificador i el governant de la graella
Diferència en el camí de retroalimentació: la diferència clau entre el bucle semi-tancat i el bucle tancat complet
|
Lletra |
Codificador (bucle semi-tancat) |
Escala lineal (bucle completament tancat) |
|
Objecte de mesurament |
L’angle de rotació del motor/cargol (reflecteix indirectament el desplaçament) |
Desplaçament lineal de la taula de treball (mesura directa) |
|
Font d'error |
Afectat per un error de pas de cargol, allargament tèrmic, etc . |
Eviteu directament els errors de la cadena de transmissió, la precisió depèn del propi regle de la graella |
|
Escenaris de sol·licitud |
Màvials de precisió mitjana i baixa (com ara centres de mecanitzat ordinaris, torns) |
Màquinesalls d’alta precisió (com ara rectificadors de precisió, màquines avorrides de jig) |
Sinergia funcional: millorar la precisió i l'estabilitat del sistema
Sistema de bucle semi-tancat (només codificador):
El cost és baix, però l’error de la cadena de transmissió (com el desgast de cargol i la liquidació) s’acumularà en el desplaçament de la taula de treball, adequat per a escenaris amb requisits de baixa precisió .
Sistema de bucle tancat complet (codificador + regla de la graella):
El codificador s'utilitza per al control de la velocitat del motor i la retroalimentació de la posició preliminar, i el regle de la graella proporciona una compensació final de desplaçament .
La combinació dels dos pot aconseguir "doble retroalimentació":
El codificador supervisa l’estat de funcionament del motor en temps real per evitar la pèrdua de pas;
El regle de la graella corregeix l'error de la cadena de transmissió per fer que la precisió de posicionament de la taula de treball arribi al nivell de micron .
Cas típic: quan el centre de mecanitzat d’alta precisió està tallant a gran velocitat, el codificador garanteix l’estabilitat de la velocitat del motor i el regle de la graella calibra la posició de la taula de treball en temps real per evitar errors de contorn .
Complementarietat tècnica: equilibri entre resolució i rang
Codificador:
Alta resolució (e . g ., 20- El codificador absolut de bits té una resolució de 4096 × 1024 polsos per revolució), però la precisió de desplaçament està limitada per la precisió del cargol de plom, que és adequada per mesurar l'angle de rotació i la velocitat .
Regla de la ratlla:
La resolució depèn de la densitat de línia (e . g ., la precisió d'una regla de graó de pas de 20 μm després de la subdivisió és 0 . 1μm), i la gamma pot cobrir diversos metres Mesura del desplaçament lineal de viatges llargs.
Selecció i concordança en aplicacions pràctiques
Selecció segons els requisits de precisió
Escenaris de baixa precisió: torns ordinaris, màquines de perforació, etc ., només es poden trobar amb codificadors incrementals .
Escenaris de precisió mitjana: els centres de mecanitzat de propòsit general poden utilitzar codificadors d’alta precisió (e . g ., 24- absolut) amb el cargol de boles per reduir els errors de transmissió .
Escenaris d’alta precisió: màquines-eina de processament òptic i equips d’enllaç de cinc eixos han d’utilitzar regles de reixa per construir un sistema de bucle completament tancat . Alguns equips de gamma alta fins i tot utilitzen codificadors dobles (extrem de motor + cargol) i que els governants de ratlla
Comissió entre cost i manteniment
Codificador: baix cost, instal·lació i manteniment senzill (només cal que es fixi a l’eix del motor), però cal comprovar regularment si l’acoblament està solt (per evitar la desviació de la mesura de l’angle) .
Regla de reixa: elevat cost (sobretot el regla de la graella d’alta precisió), els requisits estrictes d’instal·lació (necessiten assegurar el paral·lelisme de la reixa d’escala i el cap de lectura), i calen la contaminació de líquids de pols i tall i el cost de manteniment és elevat .}
Sumari
El codificador és el "ull" de la unitat del motor, responsable de la mesura precisa i el control de velocitat del moviment de rotació;
El regle de la graella és el "regle" del banc de treball, que calibra directament la precisió final del desplaçament lineal .
In CNC machine tools, the two are integrated through the algorithm of the CNC system (CNC) to form a composite control mode of "semi-closed loop rough control + full closed loop fine control" to jointly ensure processing accuracy. For example, in mold processing, the encoder ensures the stability of the tool speed, and the grating ruler ensures the micron-level accuracy of the surface contour, I tampoc és indispensable .
Mitjançant la col·laboració de les dues, CNC Machine Iols pot aconseguir "posicionament precís" i "tall estable" en moviment d'alta velocitat, que és el fonament tècnic principal del mecanitzat de precisió moderna .
