I CNC -værktøjsmaskiner er kodere og gitteregler begge nøglepositionsfeedbackkomponenter. De har lignende funktioner og danner et komplementært forhold på grund af forskellige tekniske principper og applikationsscenarier. Følgende er en detaljeret analyse af forholdet mellem de to fra aspekterne af arbejdsprincippet, applikationsscenariet, synergi osv.:
Grundlæggende koncepter og principper for kodere og gitterarråder
Koder
Struktur og princip:
Installeret i slutningen af motorakslen eller ledningsskruen omdanner den rotationsvinklen til et elektrisk signal gennem fotoelektrisk, magnetoelektrisk og andre metoder. Det er opdelt i trinvise kodere og absolutte kodere:
Inkrementel koder: Output Puls -signaler, bestemmer rotationsvinklen og hastigheden ved at tælle impulser og kræver nulstilling af referencepunkt (såsom værktøjsværktøjsafkast).
Absolut koder: Hver position svarer til en unik kode, og den absolutte position kan opnås direkte uden et referencepunkt.
Kernefunktion
Mål rotationsvinklen på motoren eller blyskruen, og beregne indirekte forskydningen af arbejdsbænken (gennem tonehøjde-konvertering), der bruges til hastighedskontrol og positionsfeedback af semi-lukkede loop-systemer.
Lineær skala / optisk gitter
Struktur og princip
Det består af et skala -gitter (fastgjort på Machine Tool Guide Rail) og et læsehoved (installeret på den bevægelige del). Det omdanner den lineære forskydning til et elektrisk signal gennem moiré -effekten af gitterstriberne.
Kernefunktion:
Den måler direkte den lineære forskydning af arbejdsbænken med en nøjagtighed på op til mikronniveau (såsom 0. 5μm, 1μm) og bruges til positionsfeedback af det lukkede sløjfe-system for at undgå påvirkning af blyskruehøjdefejl, termisk deformation osv.
Forholdet mellem koder og gitterarmer
Forskel i feedback-sti: Den vigtigste forskel mellem semi-lukket loop og fuld lukket loop
|
Type |
Encoder (semi-lukket loop) |
Lineær skala (fuldt lukket loop) |
|
Måleobjekt |
Rotationsvinklen på motoren/skruen (afspejler indirekte forskydningen) |
Lineær forskydning af arbejdsbordet (direkte måling) |
|
Fejlkilde |
Påvirket af skruehøjdefejl, termisk forlængelse osv. |
Undgå direkte transmissionskædefejl, nøjagtigheden afhænger af selve gitterarmeren |
|
Applikationsscenarier |
Medium og lav præcisionsmaskinsværktøj (såsom almindelige bearbejdningscentre, drejebænke) |
Højpræcisions-værktøjsmaskiner (såsom præcisionsslibere, jig-kedemaskiner) |
Funktionel synergi: Forbedring af systemnøjagtighed og stabilitet
Semi-Closed Loop System (kun koder):
Omkostningerne er lave, men transmissionskædenfejlen (såsom skruetøj og clearance) akkumuleres i arbejdsbordet forskydning, som er velegnet til scenarier med lave præcisionskrav.
Fuldt lukket loop -system (Encoder + Grating Lineal):
Koderen bruges til motorhastighedskontrol og foreløbig positionsfeedback, og gitterlegneren giver endelig forskydningskompensation.
Kombinationen af de to kan opnå "dobbelt feedback":
Enkoderen overvåger motorens kørestatus i realtid for at undgå trintab;
Gitterarmeren korrigerer transmissionskæden fejl for at få den arbejdsbordelige positioneringsnøjagtighed til at nå mikronniveau.
Typisk tilfælde: Når det høje præcisionsbearbejdningscenter skærer i høj hastighed, sikrer koden, at motorens hastighed er stabiliteten, og gitterarren kalibrerer den arbejdstable position i realtid for at undgå konturfejl.
Teknisk komplementaritet: Balance mellem opløsning og rækkevidde
Encoder:
Høj opløsning (f.eks. 20- Bit Absolute Encoder har en opløsning på 4096 × 1024 impulser pr. Revolution), men forskydningsnøjagtigheden er begrænset af blyskruens nøjagtighed, som er egnet til måling af rotationsvinkel og hastighed.
Gitter hersker:
Opløsningen afhænger af linjetætheden (f.eks. Nøjagtigheden af en 2 0 μm pitch gitter-lineal efter underafdeling er 0,1μM), og rækkevidden kan dække flere meter (f.eks. Rejsen af en maskinværktøjstabel), som er velegnet til høj præcision måling af langtravel lineær forskydning.
Valg og matching i praktiske applikationer
Valg i henhold til nøjagtighedskrav
Scenarier med lav præcision: Almindelige drejebænke, boremaskiner osv. Kan kun opfyldes med inkrementelle kodere.
Medium-præcisionsscenarier: Generelle myndighedscentre kan bruge kodere med høj præcision (f.eks. 24- bit absolut) med boldskrue forbelastning for at reducere transmissionsfejl.
Scenarier med høj præcision: Optiske behandlingsmaskinsværktøjer og fem-aksetilkoblingsudstyr skal bruge gitter-herskere til at opbygge et fuldstændigt lukket sløjfe-system. Nogle avancerede udstyr bruger endda dobbeltkodere (Motor End + Skrue ende) og gitter-herskere på samme tid for at opnå tredobbelt feedback.
Afvejning mellem omkostninger og vedligeholdelse
Enkoder: lave omkostninger, enkel installation og vedligeholdelse (behøver kun fastlægges på motorakslen), men det er nødvendigt regelmæssigt at kontrollere, om koblingen er løs (for at undgå vinkelmålingsafvigelse).
Gitterarmer: høje omkostninger (især gitter-lineal med høj præcision), strenge installationskrav (skal sikre, at parallelismen i skala-gitteret og læsehovedet) og støv og skære væskeforurening er påkrævet, og vedligeholdelsesomkostningerne er høje.
Oversigt
Koderen er "øjet" på motordrevet, der er ansvarlig for den nøjagtige måling og hastighedskontrol af den rotationsbevægelse;
Gitterarmeren er "linealen" af arbejdsbænken, der direkte kalibrerer den endelige nøjagtighed af den lineære forskydning.
I CNC-værktøjsmaskiner er de to integreret gennem algoritmen i CNC-systemet (CNC) for at danne en sammensat kontroltilstand af "halvlukket loop-ru kontrol + fuld lukket sløjfe fin kontrol" for i fællesskab at sikre behandlingsnøjagtighed. I formforarbejdning sikrer for eksempel encoderen stabiliteten af værktøjshastigheden, og gitterlegneren sikrer mikronniveauets nøjagtighed af overfladekonturen, og ingen af dem er uundværlige.
Gennem samarbejdet mellem de to kan CNC-maskinværktøjer opnå "præcis positionering" og "stabil skæring" i højhastighedsbevægelse, hvilket er det grundlæggende tekniske fundament for moderne præcisionsbearbejdning.
