Прецизионные станки с ЧПУ|Классификация станков с ЧПУ — классификация по сервоконтролю
Прецизионные ЧПУ-станки
(1) Открытое управление станками с ЧПУПодающий сервопривод такого типа станка является открытым контуром, то есть не имеет устройства обнаружения и обратной связи. Обычно приводный двигатель — шаговый двигатель. Основная особенность шагового двигателя заключается в том, что двигатель вращается на один шаг каждый раз, когда схема управления меняет сигнал командного импульса. Угол тангажа, а сам мотор обладает способностью самоблокировки.
Сигнал подачи команды с помощью числовой системы управления управляет приводной цепью через распределитель импульсов, который управляет величиной смещения координат за счёт изменения количества импульсов, скоростью смещения — частотой импульса, а смещение — изменением последовательности распределения импульса. Направление.
Таким образом, главная особенность этого метода управления — удобное управление, простая структура и низкая цена. Поток командного сигнала, передаваемый числовой системой управления, односторонний, поэтому проблемы со стабильностью системы управления нет, но поскольку ошибка механической передачи не корректируется обратной связью, точность перемещения невысока.
Все ранние станки с ЧПУ использовали этот метод, но уровень отказов был относительно высоким. В настоящее время, благодаря улучшению ходовой цепи, он всё ещё широко применяется. Особенно в нашей стране в целом экономичная система ЧПУ и преобразование старого оборудования в ЧПУ в основном используют этот метод. Кроме того, этот способ управления может настраивать одночипный или одноплатный компьютер в числовое устройство, что снижает стоимость всей системы.
(2) Замкнутое управление станками
Подающий сервопривод этого типа станка с ЧПУ работает в режиме управления с замкнутой обратной связью. Приводной мотор может использовать два типа сервомоторов — DC или AC, и должен настраивать обратную связь положения и скорость, а также обнаруживать фактическое смещение движущихся частей в любой момент процесса. Он сравнивается с командным сигналом, полученным при интерполяции, и разница используется как управляющий сигнал сервопривода, а затем управляет компонентом смещения для устранения ошибки смещения.
В зависимости от положения установки элемента обратной связи положения и используемого устройства обратной связи, он делится на два режима управления: полностью замкнутый контур и полузамкнутый контур.
(1) Полностью замкнутый контур управления
Как показано на рисунке, устройство с обратной связью позиции использует линейный элемент обнаружения смещения (в настоящее время обычно используется решетчатая линейка), который устанавливается на седло станка, то есть линейное смещение координат станка напрямую фиксируется, а обратная связь от двигателя к седлу станка может быть устранена. Ошибка передачи во всей механической цепочке фиксируется для достижения высокой статической точности позиционирования станка.
Однако во всём контуре управления характеристики трения, жесткость и зазор многих механических линий передачи являются нелинейными, а динамическое время отклика всей механической цепи передачи очень велико по сравнению с электрическим временем отклика. Это создаёт серьёзные трудности с коррекцией устойчивости всей замкнутой системы, а проектирование и настройка системы также довольно сложны. Поэтому этот метод управления с полностью замкнутым контуром в основном используется для ЧПУ-координатных станков и высокоточных шлифовальных станков, требующих высокой точности.
(2) Полузамкнутый контур управления
Как показано на рисунке, обратная связь положения использует элемент обнаружения угла вращения (в настоящее время в основном используется энкодер), который устанавливается непосредственно на конце сервомотора или винта. Поскольку большинство механических каналов передачи не входят в замкнутый контур системы, для получения относительно стабильных управляющих характеристик вызывается её. Механическая ошибка передачи, такая как винт вывода, не может быть исправлена в любой момент с помощью обратной связи, но для повышения точности можно использовать программный метод компенсации фиксированного значения. В настоящее время большинство станков с ЧПУ используют метод полузамкнутого контура управления.
(3) Гибридные управляемые станки с ЧПУ
Характеристики вышеуказанных методов управления можно селективно сконцентрировать для формирования смешанной схемы управления. Как уже упоминалось, поскольку метод управления с открытым контуром обладает хорошей стабильностью, низкой стоимостью и низкой точностью, а метод полностью замкнутого контура — слабой стабильностью, чтобы дополнять друг друга и соответствовать требованиям некоторых станков, следует использовать гибридный метод. Существуют более открытые и полузамкнутые типы компенсаций для поверхностной шероховатости.