Elementul de detectare a poziției este compus dintr-un element de detectare (senzor) și un dispozitiv de procesare a semnalului și este o parte importantă a sistemului servo în buclă închisă a mașinii de strung cnc orizontal. Funcția sa este de a detecta valoarea reală a poziției și viteza mesei de lucru și de a trimite semnale de feedback către dispozitivul de control numeric sau dispozitivul servo, formând astfel un control în buclă închisă. Elementul de detectare folosește în general principiul luminii sau magnetismului pentru a finaliza detectarea poziției sau vitezei.
Elementul de detectare a poziției este împărțit în element de măsurare directă și element de măsurare indirectă conform metodei de detectare. Elementele de detecție liniară sunt utilizate în general la măsurarea mișcării liniare a mașinii-unelte, care se numește măsurare directă, iar controlul poziției în buclă închisă format se numește control în buclă închisă complet. Precizia măsurării depinde în principal de precizia elementului de măsurare și nu este afectată de precizia transmisiei mașinii-unelte. Deoarece deplasarea liniară a mesei mașinii-unelte are o relație proporțională precisă cu unghiul de rotație al motorului de antrenare, metoda de acționare și de detectare a unghiului de rotație a motorului sau șurubului poate fi utilizată pentru a măsura indirect distanța de mișcare a mesei. Această metodă se numește măsurare indirectă. Controlul în buclă închisă de poziție se numește control în buclă semiînchisă. Precizia măsurării depinde de precizia elementului de detectare și a lanțului de antrenare a mașinii-unelte. Precizia de prelucrare a mașinilor-unelte CNC cu buclă închisă este determinată în mare măsură de precizia dispozitivului de detectare a poziției. Mașinile-unelte CNC au cerințe foarte stricte pentru elementele de detectare a poziției, iar rezoluția acestora este de obicei între 0,001 și 0,01 mm sau mai puțin.
1. Cerințe ale sistemului servo de alimentare pentru dispozitivul de măsurare a poziției
Sistemul servo de alimentare are cerințe ridicate pentru dispozitivul de măsurare a poziției:
1) Puțină influență a temperaturii și umidității, funcționare fiabilă, reținere bună a preciziei și capacitate puternică anti-interferențe.
2) Poate îndeplini cerințele de precizie, viteză și interval de măsurare.
3) Ușor de utilizat și întreținut, se adaptează la mediul de lucru al mașinilor-unelte.
4) Cost redus.
5) Este ușor de realizat măsurarea și procesarea dinamică de mare viteză și automatizarea ușor de realizat.
Dispozitivele de detectare a poziției pot fi împărțite în diferite categorii în funcție de diferite metode de clasificare. După forma semnalului de ieșire, acesta poate fi clasificat în digital și analog; în funcție de tipul punctului de bază de măsurare, acesta poate fi clasificat ca incremental; în funcție de forma de mișcare a elementului de măsurare a poziției, acesta poate fi clasificat în rotativ și liniar.
2. Diagnosticarea și eliminarea defecțiunilor la dispozitivul de detectare
În comparație cu dispozitivul de control numeric, probabilitatea de defecțiune a elementului de detectare este relativ mare și apare adesea fenomenul de deteriorare a cablului, contaminarea elementului și deformarea prin coliziune. Dacă se suspectează că este vina elementului de detectare, verificați mai întâi dacă există ruperea cablului, murdăria, deformarea etc. și, de asemenea, puteți determina calitatea elementului de detectare prin măsurarea puterii acestuia, ceea ce necesită competență în lucru. principiul şi semnalul de ieşire al elementului de detectare . Următoarele iau sistemul SIEMENS ca exemplu pentru descriere.
(1) Introduceți semnalul. Relația de conectare dintre modulul de control al poziției sistemului CNC SIEMENS și dispozitivul de detectare a poziției.
Semnalul de ieșire al dispozitivului de măsurare rotativ incremental sau al dispozitivului liniar are două forme: di este un semnal sinusoidal de tensiune sau curent și EXE este un interpolator de modelare a impulsurilor; di este un semnal de nivel TTL. Luați ca exemplu rigla de rețea de ieșire a curentului sinusoidal HEIDENHA1N'. Grătarul este compus din riglă de grătar, interpolator de modelare a impulsurilor (EXE), cabluri și conectori.
În timpul mișcării mașinii-unelte, trei seturi de semnale sunt scoase de la unitatea de scanare: două seturi de semnale incrementale sunt generate de patru fotocelule și două fotocelule cu o diferență de fază de 180° sunt conectate împreună, iar push-pull lor formează un diferență de fază de 90° și amplitudine. Cele două seturi de Ie1 și Ie2 cu o valoare de aproximativ 11μA sunt similare undelor sinusoidale. Un set de semnale de referință sunt, de asemenea, conectate sub formă de push-pull prin două fotocelule cu o diferență de 180°. Ieșirea este un semnal de vârf Ie0 cu o componentă eficientă de aproximativ 5,5μA. Semnalul este generat numai când trece de marcajul de referință. Așa-numitul semn de referință este că pe carcasa riglei grilajului este instalat un magnet, iar pe unitatea de scanare este instalat un comutator lamelă. Când comutatorul cu lame este aproape de magnet, semnalul de referință poate fi transmis.
Cele două seturi de semnale incrementale Ie1 și Ie2 intră în EXE prin cablul de transmisie și conectori, iar după amplificare și modelare sunt scoase două semnale de undă pătrată Ua1 și Ua2 cu o diferență de fază de 90° și semnalul de referință Ua0. Aceste semnale sunt combinate și procesate corespunzător. Adică, cinci impulsuri pot fi generate într-un ciclu de semnal, adică de 5 ori frecvența este procesată și trimise la modulul de control al poziției CNC prin conector.
(2) Procesarea semnalului EXE. Funcția interpolatorului de modelare a impulsurilor (EXE) este amplificarea, remodelarea, multiplicarea frecvenței și alarmarea semnalului incremental de ieșire de rigla sau codificatorul de rețea și de a-l trimite la CNC pentru controlul poziției. EXE este compus din circuit de bază și circuit de subdiviziune.
Placa de circuit imprimat de bază conține amplificator de canal, circuit de modelare, circuit de acționare și alarmă etc. Circuitul de subdiviziune este transformat într-o placă de circuit ca funcție opțională, iar cele două plăci sunt conectate prin conectorul J3.
1) Amplificator de canal. Când rețeaua detectează și generează semnale de curent de undă sinusoidală Ie1, Ie2 și Ie0, prin amplificatorul de canal, este scoasă o anumită amplitudine a tensiunii curentului sinusoid.
2) Modelarea circuitului. Pe baza amplificării lui Ie1, Ie2 și Ie0, circuitul de modelare le transformă în trei semnale de undă pătrată corespunzătoare Ua1, Ua2 și Ua0. Nivelul înalt TTL este mai mare sau egal cu 2,5 V, iar nivelul scăzut este mai mic sau egal cu 0,5 V. .
3) Circuit de alarma. Atunci când grătarul face ca semnalul de ieșire al amplificatorului de canal să fie zero din cauza ruperii cablului de intrare, a poluării grătarului sau a deteriorării becului, semnalul de alarmă este condus de circuitul de comandă și apoi ieșit către CNC sistem prin conectorul J2.
4) Circuit de subdiviziune. În controlul poziției unor mașini-unelte CNC de înaltă precizie (cum ar fi polizoare CNC), este necesară o rezoluție înaltă pentru măsurarea poziției. De exemplu, acuratețea riglei de grătare singură nu poate fi satisfăcută. Din acest motiv, trebuie utilizat un circuit de subdiviziune pentru a îmbunătăți rezoluția. Tarif pentru a satisface nevoile mașinilor-unelte de mare viteză. Semnalul de ieșire al amplificatorului canalului circuitului de bază este conectat la circuitul de subdiviziune prin conectorul J3. După ce a fost procesat de circuitul de subdiviziune, semnalul de ieșire al celor două canale cu o diferență de fază de 90° și un raport de funcționare de 1:1 într-un ciclu este scos prin conectorul J3. Subdivizați semnalul undei pătrate. După ce cele două numere de poziție de unde pătrate sunt conduse de circuitul de comandă din circuitul de bază, acestea sunt semnalele corespunzătoare ale canalelor Ua1 și Ua2, care sunt transmise sistemului CMC de către conectorul J2.
În plus, scopul circuitului de sincronizare este de a obține impulsuri de referință de undă pătrată corespunzătoare muchiilor de început și de jos ale semnalelor de undă pătrată Ua1 și Ua2.
3. Forme comune de defecte la dispozitivele de detectare
(1) Oscilație mecanică (în timpul accelerației/decelerației)
1) Codificatorul de impulsuri funcționează defectuos. În acest moment, verificați dacă tensiunea terminalului liniei de feedback de pe unitatea de viteză scade la un anumit punct. Dacă există o scădere, aceasta indică faptul că codificatorul de impulsuri este defect și codificatorul trebuie înlocuit.
2) Cuplajul transversal al codificatorului de impulsuri poate fi deteriorat, ceea ce face ca viteza arborelui să nu fie sincronizată cu viteza detectată. Cuplajul trebuie înlocuit.
3) Dacă generatorul de turometru se defectează, turometrul trebuie reparat sau înlocuit.
(2) Fugire mecanică (viteză). În cazul verificării unității de control al poziției și al unității de control al vitezei, trebuie verificate următoarele puncte:
1) Verificați dacă cablarea codificatorului de impulsuri este greșită, verificați dacă cablarea encoderului este feedback pozitiv și dacă faza A și faza B sunt conectate invers.
2) Verificați dacă cuplajul codificatorului de impulsuri este deteriorat. Dacă este deteriorat, înlocuiți cuplajul.
3) Verificați dacă terminalul tahogeneratorului este conectat invers și dacă firul de semnal de excitație este conectat incorect.
(3) Axul nu poate fi orientat sau orientarea nu este pe loc. Verificați setarea și reglarea circuitului de control al orientării, verificați placa de orientare și reglarea plăcii de circuit imprimat de control al axului. În același timp, verificați dacă detectorul de poziție (encoder) este defect.
(4) Coordonate avansul vibrației axei. După ce ați verificat dacă bobina motorului este scurtcircuitată, dacă șurubul de alimentare mecanică este bine conectat la motor și dacă întregul sistem servo este stabil, verificați dacă codul de impuls este bun, dacă conexiunea de cuplare este stabilă și fiabilă și dacă turometrul este fiabil.
(5) Alarma cauzată de eroarea programului și eroarea de funcționare în alarma NC. De exemplu, NC raportează 090# și 091# ale sistemului FAUNUC-6ME. Se produce alarma NC, care poate fi cauzată de defecțiunea circuitului principal și viteza de avans este prea mică. În același timp, este, de asemenea, posibil ca codificatorul de impulsuri să fie prost; tensiunea de alimentare a codificatorului de impulsuri este prea scăzută. În acest moment, ajustați 15V a tensiunii de alimentare astfel încât valoarea tensiunii de pe terminalul +5V a plăcii de circuite principale să fie între 4,95~5,10V; nu există impuls de intrare Semnalul cu o singură rotație al codificatorului nu poate efectua în mod normal întoarcerea punctului de referință.
(6) Alarma servosistemului. Cum ar fi servo alarma sistemului FAUNUC-6ME' 416#, 426#, 436#, 446#, 456#, sistemul SINUMERIK880'alarma servo I364#, sistemul SINUMERIK8's servo alarma 114#, 104#, etc. Când apare numărul de alarmă de mai sus, poate fi: semnalul de feedback al codificatorului de puls axului este întrerupt, scurtcircuit și pierderea semnalului, utilizați un osciloscop pentru a măsura faza A și B- semnal de fază cu o revoluție; encoderul este contaminat, prea murdar și semnalul nu poate fi recepționat corect.
Pe scurt, în cazul defectării echipamentelor CNC, rata de eșec a componentelor de detectare este relativ mare. Atâta timp cât utilizarea corectă și consolidarea întreținerii și analiza aprofundată a problemelor care apar, rata de eșec va fi redusă, iar eșecul poate fi rezolvat rapid pentru a asigura funcționarea normală a echipamentului.
