Визначення
Повна система управління закритим циклом означає, що система управління ЧПУ (ЧПУ) верстата з ЧПУ спочатку надсилає команду цільової позиції в систему приводу (наприклад, сервопривід). Двигун приводу приводить механізм передачі (свинцевий гвинт, направляючі рейки) для керування робочим столом. У той же час система безпосередньо збирає фактичні дані про переміщення робочого столу за допомогою високого пристрою точного виявлення {}}} і в режимі реального часу повертає ці дані до ЧПУ. ЧПУ порівнює відхилення між "цільовим положенням" та "фактичним положенням" і автоматично регулює команду приводу до тих пір, поки відхилення не зменшиться до допустимого діапазону (зазвичай мікрометрів або навіть нанометрів).
Склад
|
Частина категорія |
Основна роль |
Загальні конкретні частини |
|
ЧПУ |
"Мозок" повністю закритого циклу: надсилає інструкції щодо цільової позиції, отримує дані зворотного зв'язку, обчислює відхилення позиції та інструкції з корекції випусків |
Fanuc 0i/31i, Siemens 828D/840D, Mitsubishi M80 тощо. |
|
Система сервоприводу |
"Виконавець" інструкцій: отримує інструкції з виправлення від ЧПУ, регулює вихідний крутний момент та швидкість двигуна, а також рухає робочий ступінь для переміщення |
Servo Drive (наприклад, серія Fanuc I, серія Siemens S120) + сервомотор (зазвичай постійний синхронний двигун магніту) |
|
Пристрій виявлення положення (компонент зворотного зв'язку) |
Пряме виявлення фактичного положення робочого столу є ключем до повного закритого циклу: переміщення перетворюється в електричний сигнал і подається назад до ЧПУ |
- Лінійна шкала (найчастіше використовується з роздільною здатністю до 0,1 мкм та сильною здатністю до -) - Магнітна шкала (підходить для жирних та запилених середовищ, роздільна здатність близько 1 мкм) - лазерний інтерферометр (для високого - точність калібрування, non - real - Зворотній зв'язок часу, що використовується для виявлення помилок позиціонування верстатів) |
|
Механічний механізм передачі |
Підключіть двигун та робочий стіл для передачі руху: він повинен мати високу жорсткість та низькі характеристики зазору, щоб зменшити вплив власної помилки на закриту петлю |
- Кульовий гвинт (висока точність, наприклад, C3/C2, з попереднім гайкою для усунення зазору) для усунення зазору) - Лінійні путівники (посібники з кочення або гідростатичні посібники для зменшення помилок тертя) - муфта (еластична муфта, компенсує помилку коаксіальності між двигуном та гвинтом) |
|
Виконання компонентів (Workbench) |
Компонент, який в кінцевому підсумку несе заготовку та завершує рух: його точність руху безпосередньо визначає точність обробки та потребує високої стабільності |
High - Прецизійна верстка (здебільшого виготовлений із чавуну або граніту, із лікуванням старіння для усунення внутрішнього стресу) |
Принцип роботи
Пристрій ЧПУ видає команду руху, і драйвер сервоприводу керує сервомотором, щоб керувати рухомими частинами верстатів для переміщення. У той же час, пристрій виявлення положення вимірює фактичне положення рухомої частини в режимі реального часу і повертає інформацію про положення до пристрою ЧПУ. Пристрій ЧПУ порівнює фактичне положення, що подається назад із положенням команд, і обчислює відхилення положення. Згідно з цим відхиленням, пристрій ЧПУ постійно регулює вихід драйвера сервоприводу, а потім регулює швидкість і напрямок сервоморотору, щоб рухомість руху рухалася в напрямку зменшення відхилення, поки відхилення між фактичним положенням і положенням команд не досягне допустимого діапазону точності.
Особливості
Переваги:Повністю закрита система циклу - безпосередньо вимірює фактичну позицію рухомої частини і може компенсувати різні помилки в режимі реального часу, такі як помилка механічної коробки передач, помилка термічної деформації тощо, тому вона має високу точність позиціонування та точність руху, які можуть досягти мікрона або навіть рівня нанометра.
Недоліки:Завдяки включенню багатьох посилань, таких як механічні частини трансмісії верстата, стабільність системи є відносно поганою, налагодження та обслуговування важкі, а вартість також висока.
Відмінності між повною системою закритого циклу та напівсимальною системою закритого циклу -
Повна система закритого циклу та напівсип. Їх основні відмінності такі:
Положення та метод виявлення та зворотного зв'язку
Повна система закритого циклу: Пристрій виявлення положення встановлюється на кінцевій рухомої частини верстатів, наприклад, робочого столу або власника інструменту, безпосередньо вимірює фактичне положення рухомої частини, і подає інформацію про положення на пристрій CNC, щоб утворити управління закритим циклом.
SEMI - Система закритого циклу: Пристрій виявлення положення встановлений на валу сервомоторя або кінця свинцевого гвинта. Вимірюючи кут обертання двигуна або кут обертання свинцевого гвинта, положення рухомої частини верстатів обчислюється опосередковано, і ця інформація подається назад до пристрою ЧПУ.
Точність
Повна система закритого циклу: Оскільки фактичне положення рухомої частини безпосередньо вимірюється, помилки, створені всіма посиланнями, включаючи механічну ланцюг коробки передач, такі як помилка свинцевого гвинта, помилка передачі передач, зношування залізниць тощо, можна виявити та компенсувати в режимі реального часу. Тому точність позиціонування та точність руху дуже високі, як правило, досягають ± 0,01 мм або навіть вище.
SEMI - Система закритого циклу: може компенсувати лише помилку від двигуна до свинцевого гвинта. Він не може безпосередньо компенсувати помилку механічної передачі після свинцевого гвинта, наприклад, помилка з'єднання між свинцевим гвинтом та робочою панель, похибка направляючої рейки верстатності тощо, тому точність нижча, ніж у повної системи закритого циклу, і точність позиціонування зазвичай становить близько ± 0,05 мм.
Стабільність
Повна система закритого циклу: Оскільки вона включає весь механічний ланцюг передачі верстата, система має велику інерцію, і існує багато нелінійних факторів, таких як зміни тертя та жорсткість у механічному ланці передачі, що може легко спричинити вібрацію та нестабільність системи. Тому стабільність системи є відносно поганою, а налагодження складна.
SEMI - Система закритого циклу: Цикл зворотного зв'язку не включає або включає лише частину посилання механічної коробки передач. Система має невелику інерцію, швидку динамічну реакцію, відносно хорошу стабільність, відносно легку налагодження та може легко досягти більш високої швидкості та прискорення.
Вартість
Повна - Закрита - Система циклу: вона вимагає використання високих пристроїв виявлення точного виявлення положення, таких як довгі ґрунтовані лінійки, високі - точні обертальні кодери тощо, а механічні вимоги до структури машини також дуже високі. Необхідно використовувати високі - Показові посібники, свинцеві гвинти та інші компоненти, щоб забезпечити точність та стабільність системи, тому вартість відносно висока.
SEMI - Закрита - Система циклу: Пристрій виявлення положення, як правило, є поворотним кодером звичайної точності, який встановлюється в кінці двигуна або свинцевого гвинта, а вартість відносно низька. У той же час вимоги до точності механічної структури відносно низькі, тому загальна вартість нижча, ніж у повної - закритої системи -.
Сценарій застосування
Повна - Закрита - Система циклу: вона підходить для випадків з надзвичайно високими вимогами до точності обробки, такими як аерокосмічна спектак, виготовлення точних цвілі, електронне виробництво та інші поля, і використовується для обробки високих - точних частин, таких як лати двигуна повітряних апаратів, прихованих порожнеч форми, інтегрованих схем, що включають інтегровані схеми, інтегровані схеми інтегрованих схем інтегрованих схем, що включають інтегровані схеми інтегрованих схем, тощо.
Semi - Закрита - Система циклу: вона широко використовується в верстатах з ЧПУ із загальними точними вимогами, такими як звичайні вершники з ЧПУ, фрезерні машини, бурові машини тощо, і можуть задовольнити потреби більшості механічних обробки, таких як обробка автомобільних деталей, механічні деталі, що виробляють тощо
