Взаємозв'язок між кодерами та правителями решітки в верстатах з ЧПУ

У верстатах з ЧПУ, кодери та решітки лінійки є ключовими компонентами зворотного зв'язку ., вони мають подібні функції та формують додаткове відношення через різні технічні принципи та сценарії застосування . Далі - детальний аналіз взаємозв'язку між двома з аспектів робочого принципу, прикладного сценарію, синергії тощо.

Кодер

Структура та принцип:

Встановлений в кінці валу двигуна або свинцевого гвинта, він перетворює кут обертання в електричний сигнал через фотоелектричний, магнітоелектричний та інші методи .. Він розділений на додаткові кодери та абсолютні кодери:

Інкрементальний кодер: виводить імпульсні сигнали, визначає кут і швидкість обертання шляхом підрахунку імпульсів і вимагає скидання опорної точки (наприклад, вершина верстата вершини) .

Абсолютний кодер: Кожне положення відповідає унікальному коду, а абсолютне положення можна отримати безпосередньо без опорної точки .

Основна функція

Виміряйте кут обертання двигуна або свинцевого гвинта і опосередковано обчисліть переміщення робочого столу (через перетворення кроку), який використовується для управління швидкістю та зворотним зв'язком положення напівзаплюзових систем циклу .

Лінійна масштаб / оптична решітка

Структура та принцип

Він складається з масштабної решітки (фіксована на ручці керівництва верстатів) та головки зчитування (встановлена ​​на рухомі частину) . вона перетворює лінійне зміщення в електричний сигнал через ефект Moiré від решітних смуг .

Основна функція:

Він безпосередньо вимірює лінійне зміщення робочого столу з точністю до рівня мікрона (наприклад, 0 . 5 мкм, 1 мкм), і використовується для зворотного зв'язку положення системи закритого циклу, щоб уникнути впливу похибки свинцю, теплової деформації тощо.

Різниця в шляху зворотного зв'язку: ключова різниця між напівзакритою петлею та повним закритим циклом

Функціональна синергія: підвищення точності та стабільності системи

Напівкриваюча система петлі (лише кодер):

Вартість низька, але помилка ланцюга передачі (наприклад, зношування гвинта) накопичиться в переміщенні робочого столу, що підходить для сценаріїв з низькою точністю .

Повна система закритого циклу (кодер + решітка лінійка):

Кодер використовується для контролю швидкості двигуна та попереднього зворотного зв'язку з положенням, а лінійка решітки забезпечує остаточну компенсацію переміщення .

Поєднання двох може досягти "подвійних відгуків":

Кодер відстежує статус двигуна в режимі реального часу, щоб уникнути втрати кроків;

Лінійка решітки виправляє помилку ланцюга передачі, щоб зробити точність позиціонування робочого столу досягнення рівня мікрона .

Типовий випадок: Коли високоточний центр обробки скорочується на великій швидкості, кодер забезпечує стабільність швидкості двигуна, а ґрунтовка лінійка калібрує робочу позицію в режимі реального часу, щоб уникнути помилок контуру .}}

Технічна взаємодоповнюваність: баланс між роздільною здатністю та діапазоном

Кодер:

Висока роздільна здатність (e . g ., 20- Біт Абсолютний кодер має роздільну здатність 4096 × 1024 Імпульси на революцію), але точність переміщення обмежена акуратністю свинцю, що підходить для вимірювання кута обертання та швидкості .}}}}

Правитель решітки:

Роздільна здатність залежить від щільності рядка (e . g ., точність 20 мкМ-ґрунтової лінійки після підрозділу становить 0 . 1 мкм), а діапазон може охоплювати кілька лічильників (e . g ., ходовий таблиця) Лінійне переміщення в довгостроковій дорозі.

Вибір відповідно до вимог до точності

Сценарії з низькою точністю: звичайні верстатки, бурові машини тощо ., можна зустріти лише з додатковими кодерами .

Сценарії середньої точки зору: Центри обробки загального призначення можуть використовувати кодери високодоступної (e . g ., 24- біт Абсолют) з кульковим гвинтом, щоб зменшити помилки передачі .

Сценарії з високою точністю: Оптичні обробки верстатів та п'ятисайтний обладнання для зв'язку повинні використовувати лінійки для решітки для створення повністю закритої петлі ., дещо обладнання високого класу навіть використовує подвійні кодери (кінець двигуна + гвинт) та решітки лінійки одночасно для досягнення потрійного зворотного зв'язку .}}}

Компроміс між витратами та обслуговуванням

Кодер: низька вартість, проста установка та технічне обслуговування (потрібно лише зафіксувати на валу двигуна), але необхідно регулярно перевіряти, чи є з'єднання (щоб уникнути відхилення вимірювання кута) .

Правління, що використовується: висока вартість (особливо високоточна лінійка решітки), суворі вимоги до встановлення (потрібно забезпечити паралелізм масштабної решітки та головки читання) та необхідні забруднення пилу та різання рідини, а вартість технічного обслуговування висока .

Кодер - це "око" двигуна, відповідальний за точне вимірювання та контроль швидкості обертального руху;

Правитель -решітка - це "правитель" робочого столу, який безпосередньо калібрує остаточну точність лінійного переміщення .}

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 контур, і жоден незамінний .

Завдяки співпраці двох, верстат з ЧПУ може досягти "точного позиціонування" та "стабільного різання" у швидкісному русі, що є основною технічною основою сучасної точної обробки .

Зверніться зараз