
Inden for præcisionsfremstilling bestemmer placeringsnøjagtigheden af CNC -maskinværktøjer direkte den øvre grænse for produktkvaliteten. Servo -systemets feedback -metode - fuld lukket loop eller semi - lukket loop - er afgørende for at påvirke denne kernemetrik. Førstnævnte fungerer som et "globalt øje" for værktøjet til værktøjet og fanger aktuatorens faktiske position i realtid; Sidstnævnte er afhængig af indirekte beregninger fra drevkomponenterne, hvilket giver en balance mellem responshastighed og omkostninger. Valget mellem de to er ikke kun en handel - fra tekniske tilgange, men også et centralt beslutningspunkt for tilpasning til forskellige behandlingsbehov.
Feedbackposition og detektionselement
|
Type |
Feedbackposition |
Detektionselement |
Detektionsobjekt |
|
Fuld lukket sløjfe |
Registrer direkte forskydningen af de endelige udførelseskomponenter, såsom maskinværktøjet, der fungerer/spindel lineær |
Gitter lineal, laserinterferometer osv. |
Faktisk forskydning og hastighed på arbejdsbordet |
|
Semi - lukket loop |
Registrer vinklen på servo -motoren eller blykruen (beregner indirekte forskydningen af arbejdsbordet) |
Roterende koder, pulscoder osv. |
Motorhastighed, vinkel (konverteret til forskydning gennem transmissionsforhold) |
Kontrolnøjagtighed
For fuld lukket loop
Fuld - lukket - Loop Control, på den anden side bruger et sensingelement (såsom en lineær skala eller magnetisk skala) monteret direkte på arbejdsordnet eller bevægelig komponent til direkte at registrere den faktiske placering af den endelige aktuator. Kontrollogikken er som følger: Efter at systemkommandoen er overført til arbejdsbordet via drevkomponenten, indsamler sensorelementet den faktiske forskydning af arbejdsbordet i realtid, udfører en lukket - loop -sammenligning med kommandoværdien og korrigerer direkte for fejl i alle aspekter af processen, inklusive motor, skrue og guideway. Fordi det kan kompensere for de iboende fejl i den mekaniske transmissionskæde, er den fulde lukkede - loop -nøjagtighed højere, og placeringsnøjagtigheden kan nå 0,0001 - 0,001mm. Det bruges for det meste i højpræcisionsbehandlingsscenarier (såsom forme og behandling af præcisionsdele), men det har højere krav til nøjagtigheden af detektionskomponenter og systemfejlbugging.
Til semi - lukket loop
I semi - lukket - loop -kontrol, er et positionsfølende element (såsom en koder) monteret i enden af en servomotor eller kugleskrue, der kun registrerer bevægelsestilstanden for drevkomponenten. Kontrollogikken er som følger: Efter at CNC -systemet udsender en kommando, giver sensorelementet reelle - tidsfeedback på motoren/skrue rotationsvinklen. Systemet beregner derefter den teoretiske forskydning af arbejdsbordet, sammenligner det med kommandoværdien og korrigerer eventuelle afvigelser. Imidlertid kan denne metode ikke detektere mekaniske fejl, såsom skrueoverførselsfejl og guideway clearance. Dets nøjagtighed afhænger af niveauet for mekanisk fremstilling. Det bruges typisk i midten af - række -værktøjsmaskiner, med placeringsnøjagtigheder, der typisk spænder fra 0,001 til 0,01 mm.
Systemstabilitet
Fuld lukket sløjfe
Stivhed og dæmpningskarakteristika for den mekaniske transmissionskæde vil direkte påvirke systemets stabilitet. Det er let at forårsage lukket - loop -svingning på grund af mekanisk vibration, termisk deformation osv., Som er vanskelig at fejlsøge og kræver højere mekanisk design og installationsnøjagtighed.
Semi - lukket loop
Feedbacken inkluderer ikke den mekaniske transmissionskæde. Kontrolsystemet behøver kun at justere motoren og skruen. Det har højere stabilitet og lavere krav til mekaniske komponenter. Det er velegnet til høje - hastighed og høj - dynamiske responsscenarier.
Omkostninger og applikationsscenarier
Fuld lukket sløjfe
Høje omkostninger: Det skal udstyres med høje - præcision lineære detektionselementer (såsom gitterarråder) og kompleks mekanisk struktur (transmissionsklarering skal fjernes).
Anvendelse: Høj - Præcisionsmaskineværktøjer (såsom koordinatboringsmaskiner, præcisionsslibere) og høje - præcisionsskaftsystemer til bearbejdningscentre.
Semi - lukket loop
Lave omkostninger: Det bruger roterende kodere og har en simpel mekanisk struktur (ingen lineære detektionselementer er påkrævet). Anvendelse: Populære CNC -maskinværktøjer, drejebænke, fræsemaskiner, små og medium - størrelse bearbejdningscentre.
Fejlfinding og vedligeholdelse
Fuld lukket sløjfe
Det er nødvendigt at gentagne gange fejlsøger stivheden af den mekaniske transmissionskæde og kontrolsystemparametrene (såsom forstærkning, filtrering), og vedligeholdelsesomkostningerne er høje (detektionselementet skal kalibreres regelmæssigt).
Semi - lukket loop
Debugging er hovedsageligt til motorer og servosystemer, og vedligeholdelsen er enkel (ikke nødvendigt at kalibrere mekaniske dele ofte).
Resume og sammenligning
|
Dimension |
Fuld lukket sløjfe |
Semi - lukket loop |
|
Nøjagtighed |
Høj (korrektion af transmissionskædefejl) |
Medium (afhængigt af mekanisk nøjagtighed) |
|
Stabilitet |
Lavt (let påvirket af maskiner) |
Høj (inkluderer ikke transmissionskæde) |
|
Koste |
Høj (detektionselement + mekaniske krav) |
Lav (enkel struktur) |
|
Fejlbugsproblemer |
Høj (har brug for at matche maskiner og kontrol) |
Lav (juster kun motorparametre) |
|
Typiske scenarier |
Præcisionsbearbejdning, høj - Præcisionsmaskineværktøjer |
Almindelig bearbejdning, lille og medium - -størrelsesmaskinsværktøj |
|
Udvælgelsesforslag |
Høj - præcisionsscenarier |
Økonomiske scenarier. |




