Definition
Das vollständige Schleifensteuersystem bedeutet, dass das CNC -Steuerungssystem (CNC) einer CNC -Werkzeugmaschine zuerst einen Zielpositionsbefehl an das Laufwerkssystem (z. B. ein Servo -Laufwerk) sendet. Der Antriebsmotor treibt den Getriebemechanismus (Bleischrank, Führungsschienen) an, um den Arbeitstisch zu fahren. Gleichzeitig sammelt das System direkt die tatsächlichen Verschiebungsdaten des Arbeitstabels über ein hohes - Präzisionserkennungsgerät und füttert diese Daten in Echtzeit an den CNC zurück. Der CNC vergleicht die Abweichung zwischen der "Zielposition" und der "tatsächlichen Position" und passt den Antriebsbefehl automatisch an, bis die Abweichung auf einen zulässigen Bereich reduziert ist (normalerweise Mikrometer oder sogar Nanometer).
Zusammensetzung
|
Teilkategorie |
Kernrolle |
Gemeinsame spezifische Teile |
|
CNC |
Das "Gehirn" der vollständig geschlossenen Schleife: Sendet Zielpositionsanweisungen, empfängt Feedback -Daten, berechnet Positionsabweichungen und Ausgänge Korrekturanweisungen |
Fanuc 0i/31i, Siemens 828d/840d, Mitsubishi M80 usw. |
|
Servo Drive System |
"Executor" von Anweisungen: Empfängt Korrekturanweisungen von CNC, passt das Drehmoment und die Geschwindigkeit des Motorausgangs an und fährt die Workbench zum Verschieben an |
Servo Drive (wie Fanuc I -Serie, Siemens S120 -Serie) + Servomotor (normalerweise permanenter Magnetsynchronmotor) |
|
Positionserkennungsvorrichtung (Core Feedback -Komponente) |
Die direkte Erkennung der tatsächlichen Position der Workbench ist der Schlüssel zur vollständigen geschlossenen Schleife: Die Verschiebung wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und an den CNC zurückgeführt |
Oder - Magnetische Skala (geeignet für ölige und staubige Umgebungen, Auflösung von etwa 1 μm) Oder |
|
Mechanischer Übertragungsmechanismus |
Schließen Sie den Motor und die Workbench an, um Bewegung zu übertragen |
Oder - Lineare Guides (Rolling Guides oder hydrostatische Führer, um die Reibungsfehler zu reduzieren) - Kopplung (elastische Kopplung, kompensiert den Koaxialitätsfehler zwischen dem Motor und der Schraube) |
|
Ausführungskomponenten (Workbench) |
Die Komponente, die letztendlich das Werkstück trägt und die Bewegung vervollständigt: Seine Bewegungsgenauigkeit bestimmt direkt die Verarbeitungsgenauigkeit und muss eine hohe Stabilität haben |
Hoch - Präzisions -Workbench (hauptsächlich aus Gusseisen oder Granit, mit alternder Behandlung, um interne Stress zu beseitigen) |
Arbeitsprinzip
Das CNC -Gerät gibt einen Bewegungsbefehl aus, und der Servo -Treiber treibt den Servo -Motor an, um die beweglichen Teile der Werkzeugmaschine zum Bewegen zu fahren. Gleichzeitig misst das Positionserkennungsgerät die tatsächliche Position des sich bewegenden Teils in Echtzeit und versetzt die Positionsinformationen auf das CNC -Gerät. Das CNC -Gerät vergleicht die tatsächliche Position mit der Befehlsposition und berechnet die Positionsabweichung. Nach dieser Abweichung passt das CNC -Gerät kontinuierlich die Ausgabe des Servo -Treibers an und dann die Geschwindigkeit und Richtung des Servomotors, damit sich der bewegliche Teil in Richtung der Abweichung bewegt, bis die Abweichung zwischen der tatsächlichen Position und der Befehlsposition den zulässigen Genauigkeitsbereich erreicht.
Merkmale
Vorteile:Das vollständig geschlossene - -Schleifensystem misst direkt die tatsächliche Position des sich bewegenden Teils und kann verschiedene Fehler in Echtzeit kompensieren, z. B. mechanischer Übertragungsfehler, thermischer Verformungsfehler usw., sodass es eine hohe Positionierungsgenauigkeit und Bewegungsgenauigkeit aufweist, die eine Micron- oder sogar Nanometer -Ebene erreichen kann.
Nachteile:Aufgrund der Einbeziehung vieler Verbindungen wie der mechanischen Getriebeteile der Werkzeugmaschine ist die Stabilität des Systems relativ schlecht, Debugging und Wartung sind schwierig und die Kosten sind ebenfalls hoch.
Unterschiede zwischen voll geschlossenem Schleifensystem und Semi - Closed Loop -System
Das vollständige geschlossene Schleifensystem und das SEMI - Closed Loop -System sind zwei häufig verwendete Positionsregelsysteme in CNC -Werkzeugmaschinen. Ihre Hauptunterschiede sind wie folgt:
Erkennungsposition und Rückkopplungsmethode
Full Closed Loop -System: Das Positionserkennungsgerät ist im endgültigen beweglichen Teil des Werkzeugwerkzeugs installiert, z. B. der Workbench- oder Werkzeughalter, misst direkt die tatsächliche Position des sich bewegenden Teils und leitet die Positionsinformationen an das CNC -Gerät zur Bildung einer geschlossenen Schleifensteuerung zurück.
Semi - geschlossenes Schleifensystem: Das Positionserkennungsgerät ist auf der Welle des Servomotors oder am Ende der Bleischraube installiert. Durch Messen des Drehwinkels des Motors oder des Drehwinkels der Bleischraube wird die Position des sich bewegenden Teils der Werkzeugmaschine indirekt berechnet, und diese Informationen werden zum CNC -Gerät zurückgeführt.
Genauigkeit
Volles System mit geschlossenem Schleifen: Da die tatsächliche Position des sich bewegenden Teils direkt gemessen wird, können die Fehler, die durch alle Links einschließlich der mechanischen Getriebekette erzeugt werden, wie z. B. Bleischrank -Pitch -Fehler, Getriebegetriebefehler, Leitschienenverschleiß usw., in Echtzeit erkannt und kompensiert werden. Daher sind die Positionierungsgenauigkeit und die Bewegungsgenauigkeit sehr hoch und erreichen im Allgemeinen ± 0,01 mm oder sogar höher.
Semi - geschlossenes Schleifensystem: Kann den Fehler vom Motor bis zur Bleischraube nur kompensieren. Es kann den mechanischen Getriebefehler nach der Leitschraube nicht direkt auskompensieren, z. B. den Verbindungsfehler zwischen der Lead -Schraube und der Workbench, dem Führungsschienenfehler der Workbench usw., sodass die Genauigkeit niedriger ist als die des vollständigen geschlossenen Schleifensystems, und die Positionierungsgenauigkeit liegt normalerweise bei ± 0,05 mm.
Stabilität
Full Closed Loop -System: Da es die gesamte mechanische Übertragungskette des Werkzeugmaschinens enthält, verfügt das System über eine große Trägheit, und es gibt viele nichtlineare Faktoren wie Reibung und Steifheit Änderungen in der mechanischen Übertragungsverbindung, die leicht zu Vibrationen und Instabilität des Systems führen können. Daher ist die Stabilität des Systems relativ schlecht und das Debuggen ist schwierig.
Semi - geschlossenes Schleifensystem: Die Rückkopplungsschleife enthält keinen Teil der mechanischen Übertragungsverbindung oder nur. Das System hat eine kleine Trägheit, eine schnelle dynamische Reaktion, eine relativ gute Stabilität, ein relativ einfaches Debuggen und kann problemlos höhere Futtergeschwindigkeiten und Beschleunigungen erzielen.
Kosten
Full - geschlossen - Schleifensystem: Es erfordert die Verwendung von hohen - Präzisionspositionserkennungsgeräten wie lange Gitterlineerin, hohe - Präzisionsrotary -Encoder usw. und die mechanischen Strukturanforderungen des maschinellen Werkzeugs sind ebenfalls sehr hoch. Es ist notwendig, hoch - Präzisionshandbuch, Bleischristen und andere Komponenten zu verwenden, um die Genauigkeit und Stabilität des Systems zu gewährleisten, sodass die Kosten relativ hoch sind.
SEMI - geschlossen - Schleifensystem: Das Positionserkennungsgerät ist im Allgemeinen ein Drehcodierer der gewöhnlichen Genauigkeit, das am Ende des Motors oder der Bleischrank installiert ist und die Kosten relativ niedrig sind. Gleichzeitig sind die Genauigkeitsanforderungen für die mechanische Struktur relativ niedrig, sodass die Gesamtkosten niedriger sind als die des vollständigen - geschlossen - Schleifensystem.
Anwendungsszenario
Full - geschlossen - Schleifensystem: Es ist für Anforderungen mit extrem hohen Verarbeitungsgenauigkeitsanforderungen wie Luft- und Raumfahrt, Präzisionsformherstellung, elektronische Fertigung und andere Felder geeignet und wird verwendet, um hohe {{2} Präzisions -Teile wie Flugzeug -Motor -Blätter, Präzisionsschaltkavitäten zu verarbeiten, integrierte Schaltkavitäten, Schaltkavitäten, Schaltkreiskavitäten usw.
Semi - geschlossen - Schleifensystem: Es wird in CNC -Werkzeugmaschinen mit allgemeinen Genauigkeitsanforderungen wie gewöhnliche CNC -Drehstoffe, Mahlmaschinen, Bohrmaschinen usw. und die Anforderungen der meisten mechanischen Verarbeitung, wie z.
