Nelle macchine utensili CNC, gli encoder e i sovrani di griglia sono entrambi componenti di feedback della posizione chiave . hanno funzioni simili e formano una relazione complementare a causa di diversi principi tecnici e scenari di applicazione . La seguente è un'analisi dettagliata della relazione tra i due dagli aspetti del principio di lavoro, lo scenario dell'applicazione, la synergy, ecc. {{{{2}
Concetti e principi di base di encoder e sovrani grattugiati
Codificatore
Struttura e principio:
Installato all'estremità dell'albero del motore o della vite di piombo, converte l'angolo di rotazione in un segnale elettrico attraverso metodi fotoelettrici, magnetoelettrici e altri
Encoder incrementale: emette segnali di impulso, determina l'angolo e la velocità di rotazione contando gli impulsi e richiede il ripristino del punto di riferimento (come la macchina zero della macchina utensile) .
Encoder assoluto: ogni posizione corrisponde a un codice univoco e la posizione assoluta può essere ottenuta direttamente senza un punto di riferimento .
Funzione core
Misurare l'angolo di rotazione del motore o della vite di piombo e calcolare indirettamente lo spostamento del banco di lavoro (attraverso la conversione del tono), che viene utilizzato per il controllo della velocità e il feedback della posizione dei sistemi di loop semi-chiusi .
Scala lineare / griglia ottica
Struttura e principio
È costituito da una griglia in scala (fissata sulla guida della guida della macchina utensile) e una testa di lettura (installata sulla parte mobile) . converte lo spostamento lineare in un segnale elettrico attraverso l'effetto moiré delle strisce di griglia .}
Funzione principale:
Misura direttamente lo spostamento lineare del banco di lavoro con un'accuratezza fino a un livello di micron (come 0 . 5μm, 1μm) e viene utilizzato per il feedback di posizione del sistema a circuito chiuso per evitare l'influenza dell'errore di pitch di piombo, deforzione termica, ecc.
La relazione tra encoder e sovrano
Differenza nel percorso di feedback: la differenza chiave tra loop semi-chiuso e loop chiuso completo
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Tipo |
Encoder (ciclo semi-chiuso) |
Scala lineare (ciclo completamente chiuso) |
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Oggetto di misurazione |
L'angolo di rotazione del motore/vite (riflette indirettamente lo spostamento) |
Spostamento lineare della worktable (misurazione diretta) |
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Fonte di errore |
Interessato dall'errore di pitch a vite, allungamento termico, ecc. . |
Evita direttamente gli errori della catena di trasmissione, l'accuratezza dipende dal sovrano di griglia stesso |
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Scenari di applicazione |
Machine Tool medi e basse di precisione (come centri di lavorazione ordinari, torni) |
Machine Tool ad alta precisione (come smerigliatrici di precisione, macchine noiose della maschera) |
Synergy funzionale: miglioramento dell'accuratezza e della stabilità del sistema
Sistema di loop semi-chiuso (solo encoder):
Il costo è basso, ma l'errore della catena di trasmissione (come l'usura a vite e l'autorizzazione) si accumulerà nello spostamento della worktable, che è adatto per scenari con requisiti a bassa precisione .
Sistema ad anello chiuso completo (codificatore + righello di griglia):
L'encoder viene utilizzato per il controllo della velocità del motore e il feedback della posizione preliminare e il righello di griglia fornisce una compensazione dello spostamento finale .
La combinazione dei due può ottenere "doppio feedback":
L'encoder monitora lo stato del motore in tempo reale per evitare la perdita di gradini;
Il righello a griglia corregge l'errore della catena di trasmissione per rendere l'accuratezza del posizionamento di worktable raggiungi il livello di micron .
Caso tipico: quando il centro di lavorazione ad alta precisione sta tagliando ad alta velocità, l'encoder garantisce la stabilità della velocità del motore e il righello a griglia calibra la posizione di worktable in tempo reale per evitare errori di contorno .
Complementarità tecnica: equilibrio tra risoluzione e intervallo
Codificatore:
Alta risoluzione (E . g ., 20- L'encoder assoluto bit ha una risoluzione di impulsi 4096 × 1024 per rivoluzione), ma l'accuratezza dello spostamento è limitata dall'accuratezza della vite di piombo, che è idonea per la misurazione dell'angolo di rotazione e della velocità.}
GRATTURA ROPERE:
La risoluzione dipende dalla densità della linea (e . g ., l'accuratezza di un righello da 20 μm di griglia dopo la suddivisione è 0 . 1μm), e l'intervallo può coprire diversi metri (e . g . di spostamento lineare a lungo travello.
Selezione e abbinamento in applicazioni pratiche
Selezione in base ai requisiti di precisione
Scenari a bassa precisione: torni ordinari, macchine per perforazione, ecc. ., possono essere soddisfatti solo con encoder incrementali .
Scenari di precisione di media precisione: i centri di lavorazione per scopi generali possono utilizzare encoder ad alta precisione (e . g ., 24- bit assoluto) con precarico a vite a sfera per ridurre gli errori di trasmissione .}}}}
Scenari di alta precisione: macchine utensili di elaborazione ottica e apparecchiature di collegamento a cinque assi devono utilizzare i righelli grattugiati per costruire un sistema a circuito completamente chiuso . Alcune apparecchiature di fascia alta utilizzano persino doppi coders (fine del motore + fine vite) e sovrani di griglia allo stesso tempo per ottenere un feedback triplo .}}
Compromesso tra costo e manutenzione
ENCODER: a basso costo, installazione e manutenzione semplici (devono essere fissati solo sull'albero del motore), ma è necessario verificare regolarmente se l'accoppiamento è allentato (per evitare la deviazione di misurazione dell'angolo) .
Righello di grattugia: costi elevati (in particolare righello di griglia ad alta precisione), rigidi requisiti di installazione (devono garantire il parallelismo della griglia di scala e la testa di lettura) e l'inquinamento da polvere e fluido di taglio e il costo di manutenzione è elevato .
Riepilogo
L'encoder è l '"occhio" dell'unità del motore, responsabile della misurazione precisa e del controllo della velocità del movimento rotazionale;
Il sovrano grattugiato è il "sovrano" del banco di lavoro, che calibra direttamente l'accuratezza finale dello spostamento lineare .
Nelle macchine utensili CNC, i due sono integrati attraverso l'algoritmo del sistema CNC (CNC) per formare una modalità di controllo composita di "controllo rotto semi-chiuso + controllo a ciclo chiuso completo di controllo fine" per garantire congiuntamente l'accuratezza del micron di elaborazione. contorno, e nessuno dei due è indispensabile .
Attraverso la collaborazione dei due, le macchine utensili CNC possono ottenere "posizionamento preciso" e "taglio stabile" in movimento ad alta velocità, che è la base tecnica principale della moderna machinatura di precisione .
