V přístrojových strojích CNC jsou kodéry a gravingové vládce komponenty zpětné vazby klíčové polohy . Mají podobné funkce a vytvářejí doplňkový vztah v důsledku různých technických principů a aplikačních scénářů atd.
Základní pojmy a principy kodérů a prasků
Kodér
Struktura a princip:
Nainstalován na konci hřídele motoru nebo olověného šroubu, převádí úhel rotace na elektrický signál prostřednictvím fotoelektrického, magnetoelektrického a jiného metod . Je rozdělen do přírůstkových kodérů a absolutních kodérů:
Inkrementální kodér: Výstupy pulzní signály, určuje úhel rotace a rychlost počítáním impulzů a vyžaduje resetování referenčního bodu (jako je například přítok na stroj Zero Return) .
Absolutní kodér: Každá pozice odpovídá jedinečnému kódu a absolutní polohu lze získat přímo bez referenčního bodu .
Základní funkce
Změřte úhel rotace motoru nebo olova šroubu a nepřímo vypočítejte posun pracovního stolu (převod výšky), který se používá pro kontrolu rychlosti a zpětnou vazbu polohy polo uzavíraných smyčkových systémů .
Lineární stupnice / optická mřížka
Struktura a princip
Skládá se z mřížky měřítka (upevněno na vodicí kolejnici pro stroj) a čtecí hlavy (nainstalované na pohybující se část) . Převádí lineární posun na elektrický signál přes moiré efekt mřížkových pruhů .
Základní funkce:
Přímo měří lineární posun pracovního stolu s přesností až do mikronové úrovně (například 0 . 5μm, 1μm) a používá se pro zpětnou vazbu polohy systému uzavřené smyčky, aby se zabránilo vlivu chyby šroubu olověného šroubu, tepelné deformace atd. Atd. Atd. Atd.
Vztah mezi kodérem a pravítkem mřížky
Rozdíl v cestě zpětné vazby: Klíčový rozdíl mezi semi-uzavřenou smyčkou a plnou uzavřenou smyčkou
|
Typ |
Kodér (polo zavřená smyčka) |
Lineární stupnice (plně uzavřená smyčka) |
|
Měřicí objekt |
Úhel rotace motoru/šroubu (nepřímo odráží posun) |
Lineární posun pracovního stolu (přímé měření) |
|
Zdroj chyby |
Ovlivněno chybou šroubu, tepelným prodloužením atd. . |
Přímo se vyhněte chybám přenosového řetězce, přesnost závisí na samotném pravítku mřížky |
|
Scénáře aplikací |
Střední a nízko přesné strojní stroje (jako jsou běžná obráběcí centra, soustruhy) |
Vysokotěsné strojové přístroje (jako jsou přesné brusky, přípravné nudné stroje) |
Funkční synergie: Zlepšení přesnosti a stability systému
Semi-uzavřený systém smyčky (pouze kodér):
Náklady jsou nízké, ale chyba přenosového řetězce (jako je opotřebení šroubů a vůle) se hromadí v posunu pracovního stolu, což je vhodné pro scénáře s požadavky na nízkou přesnost .
Úplný systém uzavřené smyčky (KONCODER + GRAING RELERS):
Kodér se používá pro kontrolu rychlosti motoru a předběžnou polohu zpětné vazby a pravítko Grating poskytuje kompenzaci konečného posunu .
Kombinace těchto dvou může dosáhnout „dvojité zpětné vazby“:
Kodetor monitoruje stav běhu motoru v reálném čase, aby se zabránilo ztrátě kroků;
Pravítko mřížky opravuje chybu přenosového řetězce, aby byla přesnost umístění pracovního stolu dosahující úrovně mikronu .
Typický případ: Když se vysoce přesné obráběcí centrum stříhá vysokou rychlostí, kodér zajišťuje stabilitu rychlosti motoru a praktický pravítko kalibruje polohu pracovního stolu v reálném čase, aby se zabránilo chybám obrysu .
Technická komplementarita: rovnováha mezi rozlišením a rozsahem
Kodér:
Vysoké rozlišení (e . g ., 20- bit Absolute Encoder má rozlišení 4096 × 1024 pulzů na revoluci), ale přesnost posunu je omezena přesnostmi šroubu, což je vhodné pro měření rotačního úhlu a rychlosti .
Grating Pravítko:
Rozlišení závisí na hustotě linky (e . g ., přesnost rozložení 20 μm rozteč po subdivizi je 0 . 1μm) a rozsah může pokrýt několik metrů (e . g ., což je plus pro stolku pro stůl), což je plus, který je plusem, který je pludným stůl), což je plus, což je plus, což je plus, který je plusem, který je pludným strojem), což je plus, který je plusem, který je pludným stůl), což je plné předběžné tabulky), což je plus, což je plus, což je plus, což je plus, který je pludným strojem), což je plus, což je plus, což je plus, což je plné předběžné tabulky), což je plus, což je plus, což je plus, který je pludným strojem). dlouholetního lineárního posunu.
Výběr a porovnávání v praktických aplikacích
Výběr podle požadavků přesnosti
Scénáře s nízkými přesnostmi: Obyčejné soustruhy, vrtné stroje atd. ., lze splnit pouze s přírůstkovými kodéry .
Středně přesné scénáře: Obráběcí střediska obecné účely mohou používat vysoce přesné kodéry (E . G ., 24- Absolute) s předvolbou kulového šroubu, aby se snížily chyby přenosu .
Scénáře s vysokou přesností: Přístavba z optického zpracování a pětiosé propojovací zařízení musí používat mřížkové vládce k vytvoření plně uzavřené smyčky . Některá špičková vybavení dokonce používá duální kodéry (motorový konec + konec šroubu) a zároveň pravítko
Kompromis mezi náklady a údržbou
Kódér: N
Pravítko Grating: Vysoké náklady (zejména pravítko s vysokou přesností), přísné požadavky na instalaci (je třeba zajistit paralelismus mřížky měřítka a čtecí hlavu) a jsou vyžadovány znečištění prachu a řezání tekutin a náklady na údržbu jsou vysoké .
Shrnutí
Kodér je „oko“ pohonu motoru, zodpovědný za přesné měření a řízení rychlosti rotačního pohybu;
Pravítko mřížky je „pravítko“ pracovního stolu, který přímo kalibruje konečnou přesnost lineárního posunu .
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, a ani to není nepostradatelné .
Ve spolupráci dvou může stroj CNC Machine Matter dosáhnout „přesného umístění“ a „stabilního řezání“ vysokorychlostním pohybem, což je hlavní technický základ moderního precizního obrábění .
