
I feltet presisjonsfremstilling bestemmer posisjoneringsnøyaktigheten til CNC -maskinverktøy direkte den øvre grensen for produktkvalitet. Servosystemets tilbakemeldingsmetode - full lukket sløyfe eller semi - lukket loop - er avgjørende for å påvirke denne kjernemetikken. Førstnevnte fungerer som et "globalt øye" for maskinverktøyet, og fanger aktuatorens faktiske plassering i sanntid; Sistnevnte er avhengig av indirekte beregninger fra drivkomponentene, og slår en balanse mellom responshastighet og kostnader. Valget mellom de to er ikke bare en handel - av mellom tekniske tilnærminger, men også et sentralt beslutningspunkt for å tilpasse seg forskjellige behandlingsbehov.
Tilbakemeldingsposisjon og deteksjonselement
|
Type |
Tilbakemeldingsposisjon |
Deteksjonselement |
Deteksjonsobjekt |
|
Full lukket sløyfe |
Deser direkte forskyvningen av de endelige utførelseskomponentene som maskinverktøyet WorkTable/Spindel lineær |
Ristelinjal, laserinterferometer, etc. |
Faktisk forskyvning og hastighet på arbeidsbilen |
|
Semi - lukket sløyfe |
Oppdag vinkelen på servomotor eller ledeskrue (indirekte beregne forskyvningen av arbeidsbanen) |
Rotary Encoder, Pulse Encoder, etc. |
Motorhastighet, vinkel (konvertert til forskyvning gjennom transmisjonsforhold) |
Kontrollnøyaktighet
For full lukket sløyfe
Full - lukket - loop -kontroll, derimot, bruker et sensingelement (for eksempel en lineær skala eller magnetisk skala) montert direkte på arbeidstabelen eller bevegelige komponent for å direkte oppdage den faktiske plasseringen til den endelige aktuatoren. Kontrolllogikken er som følger: Etter at systemkommandoen er overført til arbeidsplaten via stasjonskomponenten, samler sensingelementet den faktiske forskyvningen av arbeidsbanen i sanntid, utfører en lukket - sløyfesammenligning med kommandoverdien, og direkte korrigerer for feil i alle aspekter av prosessen, inkludert motoren, skruen og veiledningen. Fordi det kan kompensere for de iboende feilene i den mekaniske transmisjonskjeden, er den fullstendige lukkede - sløyfen nøyaktigheten høyere og posisjonsnøyaktigheten kan nå 0,0001 - 0,001mm. Det brukes stort sett i behandlingsscenarier med høy presisjon (for eksempel muggsopp og prosessering av presisjonsdeler), men det har høyere krav til nøyaktigheten av deteksjonskomponenter og systemdemping.
For semi - lukket sløyfe
I semi - lukket - sløyfekontroll, er et posisjonssenseringselement (for eksempel en koder) montert på enden av en servomotor eller kuleskrue, og bare oppdager bevegelsestilstanden til drivkomponenten. Kontrolllogikken er som følger: Etter at CNC -systemet har utstedt en kommando, gir sensingelementet ekte - Tids tilbakemelding på motor/skrue rotasjonsvinkel. Systemet beregner deretter den teoretiske forskyvningen av arbeidsplaten, sammenligner det med kommandoverdien og korrigerer eventuelle avvik. Imidlertid kan denne metoden ikke oppdage mekaniske feil som skrueoverføringsfeil og guide -klaring. Nøyaktigheten avhenger av nivået på mekanisk produksjon. Det brukes vanligvis i midten av - rekkevidde maskinverktøy, med posisjoneringsnøyaktigheter som vanligvis varierer fra 0,001 til 0,01 mm.
Systemstabilitet
Full lukket sløyfe
Stivhets- og dempekarakteristikkene til den mekaniske transmisjonskjeden vil direkte påvirke stabiliteten i systemet. Det er lett å forårsake lukket - loop -svingning på grunn av mekanisk vibrasjon, termisk deformasjon, etc., noe som er vanskelig å feilsøke og krever høyere mekanisk design og installasjonsnøyaktighet.
Semi - lukket sløyfe
Tilbakemeldingene inkluderer ikke den mekaniske overføringskjeden. Kontrollsystemet trenger bare å justere motoren og skruen. Det har høyere stabilitet og lavere krav til mekaniske komponenter. Det er egnet for høy - hastighet og høy - dynamisk responsscenarier.
Kostnads- og applikasjonsscenarier
Full lukket sløyfe
Høye kostnader: Det må utstyres med høy - presisjon lineære deteksjonselementer (for eksempel gitters herskere) og kompleks mekanisk struktur (overføringsklarering må elimineres).
Bruksområde: High - Precision Machine Tools (for eksempel koordinat Boring Machines, Precision Grinders) og High - Precision Shaft Systems of Machining Centers.
Semi - lukket sløyfe
Lave kostnader: Den bruker roterende kodere og har en enkel mekanisk struktur (ingen lineære deteksjonselementer er nødvendig). Bruksområde: Populære CNC -maskinverktøy, dreiebenker, fresemaskiner, små og middels - Maskineringssentre.
Feilsøking og vedlikehold
Full lukket sløyfe
Det er nødvendig å gjentatte ganger feilsøke stivheten til den mekaniske transmisjonskjeden og kontrollsystemparametrene (for eksempel forsterkning, filtrering), og vedlikeholdskostnadene er høy (deteksjonselementet må kalibreres regelmessig).
Semi - lukket sløyfe
Feilsøkingen er hovedsakelig for motorer og servosystemer, og vedlikeholdet er enkelt (ingen grunn til å kalibrere mekaniske deler ofte).
Sammendrag og sammenligning
|
Dimensjon |
Full lukket sløyfe |
Semi - lukket sløyfe |
|
Nøyaktighet |
Høy (korreksjon av transmisjonskjedefeil) |
Medium (avhengig av mekanisk nøyaktighet) |
|
Stabilitet |
Lav (lett påvirket av maskiner) |
Høy (inkluderer ikke overføringskjede) |
|
Koste |
Høy (deteksjonselement + mekaniske krav) |
Lav (enkel struktur) |
|
Feilsøkingsvansker |
Høy (trenger å matche maskiner og kontroll) |
Lav (juster bare motorparametere) |
|
Typiske scenarier |
Presisjonsmaskinering, høy - presisjonsmaskinverktøy |
Vanlig maskinering, liten og middels - størrelse maskinverktøy |
|
Valgforslag |
Høy - presisjonsscenarier |
Økonomiske scenarier. |




