Posisjonsdeteksjonselementet er sammensatt av et deteksjonselement (sensor) og en signalbehandlingsenhet, og er en viktig del av det horisontale cnc dreiebenkmaskinens lukkede servosystem. Dens funksjon er å oppdage den faktiske verdien av posisjonen og hastigheten til arbeidsbordet, og sende tilbakemeldingssignaler til den numeriske kontrollenheten eller servoenheten, og dermed danne en lukket sløyfekontroll. Deteksjonselementet bruker generelt prinsippet om lys eller magnetisme for å fullføre deteksjonen av posisjon eller hastighet.
Posisjonsdeteksjonselementet er delt inn i direkte måleelement og indirekte måleelement i henhold til deteksjonsmetoden. Lineære deteksjonselementer brukes vanligvis når man måler den lineære bevegelsen til maskinverktøyet, som kalles direkte måling, og posisjonen lukket sløyfe-kontroll som dannes kalles full-lukket sløyfe-kontroll. Målenøyaktigheten avhenger hovedsakelig av nøyaktigheten til måleelementet og påvirkes ikke av nøyaktigheten til maskinoverføringen. Siden den lineære forskyvningen av maskinverktøybordet har et nøyaktig proporsjonalt forhold til rotasjonsvinkelen til drivmotoren, kan metoden for å drive og detektere rotasjonsvinkelen til motoren eller skruen brukes til indirekte å måle bevegelsesavstanden til bordet. Denne metoden kalles indirekte måling. Stillingen med lukket sløyfe-kontroll kalles semi-closed-loop-kontroll. Målenøyaktigheten avhenger av nøyaktigheten til deteksjonselementet og maskinverktøyets drivkjede. Maskineringsnøyaktigheten til CNC-maskinverktøy med lukket sløyfe bestemmes i stor grad av nøyaktigheten til posisjonsdeteksjonsenheten. CNC-maskinverktøy har svært strenge krav til posisjonsdeteksjonselementer, og deres oppløsning er vanligvis mellom 0,001 og 0,01 mm eller mindre.
1. Kravene til mateservosystemet for posisjonsmålerinnretningen
Fôringsservosystemet har høye krav til posisjonsmåleren:
1) Liten påvirkning av temperatur og fuktighet, pålitelig drift, god oppbevaring av nøyaktighet og sterk anti-interferensevne.
2) Den kan oppfylle kravene til nøyaktighet, hastighet og måleområde.
3) Enkel å bruke og vedlikeholde, tilpasse seg arbeidsmiljøet til maskinverktøy.
4) Lave kostnader.
5) Det er lett å realisere høyhastighets dynamisk måling og prosessering, og lett å realisere automatisering.
Posisjonsdeteksjonsenheter kan deles inn i ulike kategorier i henhold til ulike klassifiseringsmetoder. I henhold til formen på utgangssignalet kan det klassifiseres i digital og analog; i henhold til typen målebasispunkt kan det klassifiseres som inkrementelt; i henhold til bevegelsesformen til posisjonsmålingselementet, kan det klassifiseres i roterende og lineært.
2. Diagnose og eliminering av feil i deteksjonsapparatet
Sammenlignet med den numeriske kontrollenheten er sannsynligheten for svikt i deteksjonselementet relativt høy, og fenomenet kabelskade, elementforurensning og kollisjonsdeformasjon forekommer ofte. Hvis det mistenkes å være feilen til deteksjonselementet, sjekk først om det er kabelbrudd, tilsmussing, deformasjon osv., og du kan også bestemme kvaliteten på deteksjonselementet ved å måle ytelsen, noe som krever ferdigheter i arbeidet prinsipp og utgangssignal til deteksjonselementet. Det følgende tar SIEMENS-systemet som et eksempel for beskrivelse.
(1) Legg inn signalet. Forbindelsesforholdet mellom posisjonskontrollmodulen til SIEMENS CNC-systemet og posisjonsdeteksjonsenheten.
Utgangssignalet til inkrementell roterende måleenhet eller lineær enhet har to former: di er et spennings- eller strømsinusformet signal, og EXE er en pulsformende interpolator; di er et TTL-nivåsignal. Ta HEIDENHA1N's sinusformede strømutgangsgitterlinjal som et eksempel. Risten er sammensatt av gitterlinjal, pulsformende interpolator (EXE), kabler og kontakter.
Under bevegelsen av maskinverktøyet sendes tre sett med signaler ut fra skanneenheten: to sett med inkrementelle signaler genereres av fire fotoceller, og to fotoceller med en 180° faseforskjell kobles sammen, og deres push-pull danner en faseforskjell på 90° og amplitude. De to settene av Ie1 og Ie2 med en verdi på omtrent 11μA ligner sinusbølger. Et sett med referansesignaler er også koblet sammen i push-pull-form av to fotoceller med en forskjell på 180°. Utgangen er et piggsignal Ie0 med en effektiv komponent på ca. 5,5μA. Signalet genereres først når det passerer referansemerket. Det såkalte referansemerket er at en magnet er installert på huset til gitterlinjalen, og en reed-bryter er installert på skanneenheten. Når reed-bryteren er nær magneten, kan referansesignalet sendes ut.
De to settene med inkrementelle signaler Ie1 og Ie2 går inn i EXE gjennom overføringskabelen og kontaktene, og etter forsterkning og forming sendes to firkantbølgesignaler Ua1 og Ua2 med en faseforskjell på 90° og referansesignalet Ua0 ut. Disse signalene er riktig kombinert og behandlet. Det vil si at fem pulser kan genereres i en signalsyklus, det vil si at 5 ganger frekvensen behandles, og sendes til CNC-posisjonskontrollmodulen gjennom kontakten.
(2) EXE-signalbehandling. Funksjonen til pulsformingsinterpolatoren (EXE) er å forsterke, omforme, frekvensmultiplisere og alarmere det inkrementelle signalet som sendes ut av gitterlinjalen eller koderen, og sende det ut til CNC for posisjonskontroll. EXE er sammensatt av grunnleggende krets og underavdeling krets.
Grunnkretskortet inneholder kanalforsterker, formingskrets, driv- og alarmkrets, etc. Underdelingskretsen gjøres om til et kretskort som en valgfri funksjon, og de to kortene kobles sammen gjennom J3-kontakten.
1) Kanalforsterker. Når gitteret oppdager og genererer sinusbølgestrømsignaler Ie1, Ie2 og Ie0, gjennom kanalforsterkeren, sendes en viss amplitude av sinusstrømspenning ut.
2) Forme kretsen. Basert på forsterkningen av Ie1, Ie2 og Ie0, konverterer formingskretsen dem til tre tilsvarende firkantbølgesignaler Ua1, Ua2 og Ua0. Det høye TTL-nivået er større enn eller lik 2,5V, og det lave nivået er mindre enn eller likt 0,5V. .
3) Alarmkrets. Når gitteret får utgangssignalet til kanalforsterkeren til å være null på grunn av brudd på inngangskabelen, forurensning av gitteret eller skade på pæren, drives alarmsignalet av drivkretsen og sendes deretter ut til CNC systemet ved kontakten J2.
4) Inndelingskrets. I posisjonskontrollen til noen CNC-maskinverktøy med høy presisjon (som CNC-slipere), kreves det høy oppløsning for posisjonsmåling. For eksempel kan nøyaktigheten til gitterlinjalen alene ikke tilfredsstilles. Av denne grunn må en underinndelingskrets brukes for å forbedre oppløsningen. Vurder for å møte behovene til høyhastighets maskinverktøy. Utgangssignalet til grunnkretskanalforsterkeren er koblet til underinndelingskretsen gjennom kontakten J3. Etter å ha blitt behandlet av underinndelingskretsen, sendes utgangssignalet til de to kanalene med en faseforskjell på 90° og et driftsforhold på 1:1 i en syklus ut gjennom kontakten J3. Del opp firkantbølgesignalet. Etter at de to firkantbølgeposisjonsnumrene er drevet av drivkretsen i grunnkretsen, er de tilsvarende Ua1- og Ua2-kanalsignaler, som sendes ut til CMC-systemet av kontakten J2.
I tillegg er formålet med synkroniseringskretsen å oppnå firkantbølgereferansepulser tilsvarende for- og bakkanten til firkantbølgesignalene Ua1 og Ua2.
3. Vanlige former for feil på deteksjonsutstyr
(1) Mekanisk oscillasjon (under akselerasjon/retardasjon)
1) Pulsgiveren fungerer ikke. På dette tidspunktet må du kontrollere om spenningen til tilbakekoblingslinjeterminalen på hastighetsenheten faller på et bestemt punkt. Hvis det er et fall, indikerer det at pulsgiveren er defekt, og giveren bør skiftes ut.
2) Pulsgiverens krysskobling kan være skadet, noe som kan føre til at akselhastigheten ikke er synkronisert med den registrerte hastigheten. Koblingen bør skiftes.
3) Hvis turtellergeneratoren svikter, bør turtelleren repareres eller skiftes ut.
(2) Mekanisk løping (fartoverskridelse). Ved kontroll av posisjonskontrollenheten og hastighetskontrollenheten, bør følgende punkter kontrolleres:
1) Sjekk om ledningen til pulsgiveren er feil, sjekk om ledningen til koderen er positiv tilbakemelding, og om fase A og fase B er koblet omvendt.
2) Kontroller om pulsgiverkoblingen er skadet. Hvis den er skadet, skift ut koblingen.
3) Sjekk om terminalen til tachogeneratoren er koblet omvendt og om magnetiseringssignalledningen er feil tilkoblet.
(3) Spindelen kan ikke orienteres eller orienteringen er ikke på plass. Kontroller innstillingen og justeringen av orienteringskontrollkretsen, kontroller orienteringskortet og justeringen av spindelkontrollens trykte kretskort. Kontroller samtidig om posisjonsdetektoren (giveren) er defekt.
(4) Koordinataksens vibrasjonsmating. Etter å ha kontrollert om motorspolen er kortsluttet, om den mekaniske mateskruen er godt koblet til motoren, og om hele servosystemet er stabilt, kontroller om pulskoden er god, om koblingsforbindelsen er stabil og pålitelig, og om turtelleren er pålitelig.
(5) Alarmen forårsaket av programfeil og driftsfeil i NC-alarm. For eksempel rapporterer NC 090# og 091# for FAUNUC-6ME-systemet. NC-alarm oppstår, som kan være forårsaket av hovedkretssvikt og matehastigheten er for lav. Samtidig er det også mulig at pulsgiveren er dårlig; pulsgiverens strømforsyningsspenning er for lav. Juster på dette tidspunktet 15V til strømforsyningsspenningen slik at spenningsverdien på +5V-terminalen på hovedkretskortet er innenfor 4,95~5,10V; det er ingen inngangspuls En-omdreiningssignalet til koderen kan ikke utføre referansepunktets retur normalt.
(6) Alarm for servosystemet. Slik som FAUNUC-6ME system's servoalarm 416#, 426#, 436#, 446#, 456#, SINUMERIK880 system's servoalarm I364#, SINUMERIK8 system's servoalarm 114#, 104# osv. Når alarmnummeret ovenfor vises, kan det være: aksepulsgiver-feedback-signalet er ødelagt, kortslutning og signaltap, bruk et oscilloskop for å måle A-fasen og B- fase én-revolusjon signal; koderen er forurenset, for skitten, og signalet kan ikke mottas riktig.
Kort sagt, ved svikt i CNC-utstyr er feilraten til deteksjonskomponentene relativt høy. Så lenge riktig bruk og styrking av vedlikehold, og en grundig analyse av problemene som oppstår, vil feilraten reduseres, og feilen kan løses raskt for å sikre normal drift av utstyret.
