Inom precisionstillverkningen bestämmer positioneringsnoggrannheten för CNC -maskinverktyg direkt den övre gränsen för produktkvaliteten. Servosystemets feedbackmetod - Full stängd slinga eller semi - stängd slinga - är avgörande för att påverka denna kärnmetriska. Den förstnämnda fungerar som ett "globalt öga" för maskinverktyget och fångar ställdonets faktiska position i realtid; Det senare förlitar sig på indirekta beräkningar från drivkomponenterna och slår en balans mellan svarshastighet och kostnad. Valet mellan de två är inte bara en handel - mellan tekniska tillvägagångssätt, utan också en viktig beslutspunkt för att anpassa sig till olika bearbetningsbehov.
Feedbackposition och detekteringselement
|
Typ |
Feedbackposition |
Detekteringselement |
Detekteringsobjekt |
|
Full Closed Loop |
Upptäck direkt förskjutningen av de slutliga exekveringskomponenterna såsom maskinverktygets arbetsbord/spindellinjär |
Gitter linjal, laserinterferometer, etc. |
Faktisk förskjutning och hastighet på arbetsbordet |
|
Semi - stängd slinga |
Upptäck vinkeln på servomotor eller blyskruv (beräknar indirekt förskjutningen av arbetsbordet) |
Rotationskodare, pulskodare, etc. |
Motorhastighet, vinkel (konverterad till förskjutning genom transmissionsförhållande) |
Kontrollnoggrannhet
För full stängd slinga
Full - stängd - Loop Control, å andra sidan, använder ett avkänningselement (såsom en linjär skala eller magnetisk skala) monterad direkt på arbetsbordet eller rörande komponent för att direkt upptäcka den slutliga positionen för den slutliga aktuatorn. Kontrolllogiken är som följer: När systemkommandot har överförts till arbetsbordet via drivkomponenten, samlar avkänningselementet den faktiska förskjutningen av arbetsbordet i realtid, utför en stängd - slingjämförelse med kommandovärdet och korrigerar direkt för fel i alla aspekter av processen, inklusive motor, skruva och styrväg. Eftersom det kan kompensera för de inneboende felen i den mekaniska transmissionskedjan, är den fulla stängda - slingan noggrannhet högre och positioneringsnoggrannheten kan nå 0,0001 - 0,001mm. Det används mest i högprecisionsbehandlingsscenarier (såsom formar och bearbetning av precisionsdelar), men det har högre krav på noggrannheten hos detekteringskomponenter och systemfelsökning.
För semi - stängd slinga
I semi - stängd - slingkontroll, är ett positionsavkännande element (såsom en kodare) monterad på slutet av en servomotor eller kulskruv, vilket bara upptäcker rörelsetillståndet för drivkomponenten. Kontrolllogiken är som följer: Efter att CNC -systemet har utfärdat ett kommando ger avkänningselementet verkligt - tidsåterkoppling på motor/skruvrotationsvinkel. Systemet beräknar sedan den teoretiska förskjutningen av arbetsbordet, jämför det med kommandovärdet och korrigerar eventuella avvikelser. Denna metod kan emellertid inte upptäcka mekaniska fel såsom skruvöverföringsfel och styrvägsavstånd. Dess noggrannhet beror på nivån på mekanisk tillverkning. Det används vanligtvis i mitten av - Range -maskinverktyg, med positioneringsnoggrannheter som vanligtvis sträcker sig från 0,001 till 0,01 mm.
Systemstabilitet
Full Closed Loop
Styvhet och dämpningsegenskaper för den mekaniska transmissionskedjan kommer direkt att påverka systemets stabilitet. Det är lätt att orsaka stängd - loopsvängning på grund av mekanisk vibration, termisk deformation etc., vilket är svårt att felsöka och kräver högre mekanisk design och installationsnoggrannhet.
Semi - stängd slinga
Feedbacken inkluderar inte den mekaniska transmissionskedjan. Kontrollsystemet behöver bara justera motorn och skruven. Den har högre stabilitet och lägre krav för mekaniska komponenter. Det är lämpligt för hög - hastighet och hög - dynamiska svarsscenarier.
Kostnads- och applikationsscenarier
Full Closed Loop
Hög kostnad: Det måste utrustas med hög - Precision Linjära detekteringselement (såsom gitter härskare) och komplex mekanisk struktur (transmission clearance måste elimineras).
Applikation: High - Precision Machine Tools (t.ex. koordinat på tråkiga maskiner, precisionslipor) och hög - Precisionsaxelsystem för bearbetningscentra.
Semi - stängd slinga
Låg kostnad: Den använder roterande kodare och har en enkel mekanisk struktur (inga linjära detekteringselement krävs). Tillämpning: Populära CNC -maskinverktyg, svarvar, fräsmaskiner, små och medelstora - -bearbetningscentra.
Felsökning och underhåll
Full Closed Loop
Det är nödvändigt att upprepade gånger felsöka styvheten i den mekaniska transmissionskedjan och kontrollsystemparametrarna (såsom förstärkning, filtrering) och underhållskostnaden är hög (detekteringselementet måste kalibreras regelbundet).
Semi - stängd slinga
Felsökningen är främst för motorer och servosystem, och underhållet är enkelt (inget behov av att kalibrera mekaniska delar ofta).
Sammanfattning och jämförelse
|
Dimensionera |
Full Closed Loop |
Semi - stängd slinga |
|
Noggrannhet |
Hög (korrigering av transmissionskedjefel) |
Medium (beroende på mekanisk noggrannhet) |
|
Stabilitet |
Låg (lätt påverkas av maskiner) |
Hög (inkluderar inte transmissionskedja) |
|
Kosta |
Hög (detektionselement + mekaniska krav) |
Låg (enkel struktur) |
|
Felsökningssvårigheter |
Hög (behov av att matcha maskiner och kontroll) |
Låg (justera endast motorparametrar) |
|
Typiska scenarier |
Precisionsbearbetning, hög - Precisionsmaskinverktyg |
Vanlig bearbetning, liten och medium - Maskinverktyg |
|
Urvalsförslag |
Hög - Precisionsscenarier |
Ekonomiska scenarier. |
