
Im Bereich der Präzisionsherstellung bestimmt die Positionierungsgenauigkeit von CNC -Werkzeugmaschinen direkt die Obergrenze der Produktqualität. Die Feedback -Methode des Servosystems - Full Closed Loop oder SEMI - Closed Loop - ist entscheidend, um diese Kernmetrik zu beeinflussen. Der erstere fungiert als "globales Auge" für die Werkzeugmaschine und erfasst die tatsächliche Position des Aktuators in Echtzeit; Letzteres stützt sich auf indirekte Berechnungen aus den Antriebskomponenten und stimmt ein Gleichgewicht zwischen Reaktionsgeschwindigkeit und Kosten. Die Wahl zwischen den beiden ist nicht nur ein Handel - zwischen technischen Ansätzen, sondern auch ein wichtiger Entscheidungspunkt für die Anpassung an unterschiedliche Verarbeitungsanforderungen.
Feedback -Position und Erkennungselement
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Typ |
Feedback -Position |
Erkennungselement |
Erkennungsobjekt |
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Voll geschlossene Schleife |
Direkt die Verschiebung der endgültigen Ausführungskomponenten wie dem Werkzeugwerksteuer/Spindel linear erkennen |
Gitterherrscher, Laserinterferometer usw. |
Tatsächliche Verschiebung und Geschwindigkeit des Arbeitstabellers |
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Semi - geschlossene Schleife |
Erfassen Sie den Winkel des Servomotors oder der Bleischraube (berechnen Sie indirekt die Verschiebung des Arbeitstabels) |
Rotationscodierer, Impulscodierer usw. |
Motordrehzahl, Winkel (umgewandelt in Verschiebung durch das Übertragungsverhältnis) |
Kontrollgenauigkeit
Für voll geschlossene Schleife
Full - geschlossen - Schleifensteuerung dagegen verwendet ein Erfassungselement (z. Die Steuerlogik lautet wie folgt: Nachdem der Systembefehl über die Antriebskomponente an die Arbeitstabelle übertragen wurde, sammelt das Erfassungselement die tatsächliche Verschiebung der Arbeitstabelle in Echtzeit, führt einen geschlossenen - -Kleifenvergleich mit dem Befehlswert durch und korrigiert direkt für Fehler in allen Aspekten des Prozesses, einschließlich des Autotors, und des Handbuchs. Da es die inhärenten Fehler der mechanischen Übertragungskette kompensieren kann, ist die voll geschlossene - -Kleifengenauigkeit höher und die Positionierungsgenauigkeit kann 0,0001 - 0,001 mm erreichen. Es wird hauptsächlich in hochpräzisen Verarbeitungsszenarien (wie Schimmelpilz- und Präzisionsteileverarbeitung) verwendet, hat jedoch höhere Anforderungen an die Genauigkeit von Erkennungskomponenten und Systemdebugging.
Für Semi - Closed Loop
In der Semi - geschlossen - Schleifensteuerung wird ein Positionsfindungselement (z. B. ein Encoder) am Ende eines Servomotors oder eines Kugellschraube montiert, wodurch nur der Bewegungszustand der Antriebskomponente erfasst wird. Die Kontrolllogik lautet wie folgt: Nach dem CNC -System stellt das Erfassungselement ein echtes - -Pedback für den Motor-/Schraubenrotationswinkel. Das System berechnet dann die theoretische Verschiebung der Arbeitstabelle, vergleicht es mit dem Befehlswert und korrigiert alle Abweichungen. Diese Methode kann jedoch keine mechanischen Fehler wie Schraubenübertragungsfehler und Führungsabschluss erkennen. Seine Genauigkeit hängt von der mechanischen Herstellung ab. Es wird typischerweise in der Mitte - -Bereichmaschinenmaschine verwendet, wobei die Genauigkeiten der Positionierung typischerweise zwischen 0,001 und 0,01 mm liegen.
Systemstabilität
Voll geschlossene Schleife
Die Starrheit und Dämpfungseigenschaften der mechanischen Übertragungskette beeinflussen direkt die Stabilität des Systems. Es ist leicht, geschlossene - Schleifenschwingung aufgrund mechanischer Schwingung, thermischer Verformung usw. zu verursachen, was schwer zu debuggen ist und eine höhere mechanische Konstruktions- und Installationsgenauigkeit erfordert.
Semi - geschlossene Schleife
Das Feedback enthält nicht die mechanische Übertragungskette. Das Steuerungssystem muss nur den Motor und die Schraube einstellen. Es hat eine höhere Stabilität und niedrigere Anforderungen für mechanische Komponenten. Es ist für hohe - Geschwindigkeit und hoch - dynamische Antwortszenarien geeignet.
Kosten- und Anwendungsszenarien
Voll geschlossene Schleife
Hohe Kosten: Es muss mit hohen - Präzisionslinear -Erkennungselementen (wie Gitterlehrern) und komplexer mechanischer Struktur ausgestattet werden (die Übertragungsfreiheit muss beseitigt werden).
Anwendung: High - Präzisionsmaschinenmaschinen (z. B. Koordinaten -Bohrmaschinen, Präzisionsknirsche) und hohe - Präzisionswellensysteme von Bearbeitungszentren.
Semi - geschlossene Schleife
Niedrige Kosten: Es verwendet Rotationscodierer und hat eine einfache mechanische Struktur (es sind keine linearen Erkennungselemente erforderlich). Anwendung: Beliebte CNC -Werkzeugmaschinen, Drehmaschinen, Fräsmaschinen, kleine und mittelgroße Bearbeitungszentren.
Debugging und Wartung
Voll geschlossene Schleife
Es ist notwendig, die Starrheit der mechanischen Übertragungskette und die Parameter des Steuerungssystems (wie Gewinn, Filterung) wiederholt zu debuggen, und die Wartungskosten sind hoch (das Erkennungselement muss regelmäßig kalibriert werden).
Semi - geschlossene Schleife
Das Debuggen erfolgt hauptsächlich für Motoren und Servosysteme, und die Wartung ist einfach (es ist nicht erforderlich, mechanische Teile häufig zu kalibrieren).
Zusammenfassung und Vergleich
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Dimension |
Voll geschlossene Schleife |
Semi - geschlossene Schleife |
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Genauigkeit |
Hoch (Korrektur des Übertragungskettenfehlers) |
Medium (abhängig von der mechanischen Genauigkeit) |
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Stabilität |
Niedrig (leicht von Maschinen betroffen) |
Hoch (beinhaltet keine Übertragungskette) |
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Kosten |
Hoch (Erkennungselement + mechanische Anforderungen) |
Niedrig (einfache Struktur) |
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Schwierigkeitsgrad debuggen |
Hoch (müssen Maschinen und Kontrolle übereinstimmen) |
Niedrig (nur Motorparameter einstellen) |
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Typische Szenarien |
Präzisionsbearbeitung, hoch - Präzisionsmaschinenmaschinen |
Gewöhnliche Bearbeitung, kleine und mittelgroße Werkzeugmaschinengröße |
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Auswahlvorschläge |
Hoch - Präzisionsszenarien |
Wirtschaftliche Szenarien. |




