При измерении линейного перемещения при обработке на станках с ЧПУ обычно используются элементы линейного обнаружения, известные как прямое измерение. Формируемое при этом управление положением с обратной связью называется полным регулированием с обратной связью, и точность его измерения в основном зависит от точности измерительных элементов, на которую не влияет точность передачи станка. Благодаря точной пропорциональной зависимости между линейным перемещением рабочего стола станка и углом поворота приводного двигателя можно использовать метод косвенного измерения расстояния перемещения рабочего стола путем приведения в действие двигателя обнаружения или угла поворота винта. Этот метод называется косвенным измерением, а формируемое им регулирование положения — полузамкнутым регулированием.
Точность измерения зависит от точности компонентов обнаружения и цепи передачи подачи станка. Точность обработки на станках с ЧПУ с замкнутым контуром во многом определяется точностью устройств определения положения. Станки с ЧПУ предъявляют очень строгие требования к компонентам определения положения, а их разрешение обычно составляет от 0,001 до 0,01 мм или меньше.
1. Требования к устройству измерения положения в следящей системе подачи
Следящая система подачи предъявляет высокие требования к устройствам измерения положения:
1) Менее подвержено влиянию температуры и влажности, надежная работа, хорошее сохранение точности и сильная защита от помех.
2) Может соответствовать требованиям точности, скорости и диапазона измерения.
3) Простота в использовании и обслуживании, подходит для работы на станках.
4) Низкая стоимость.
5) Легко достичь высокоскоростных динамических измерений и обработки, а также легко автоматизировать.
Устройства определения положения можно разделить на разные типы в соответствии с различными методами классификации. Обработку с ЧПУ можно разделить на цифровые и аналоговые типы в зависимости от формы выходных сигналов; В зависимости от типа базовой точки измерения ее можно разделить на инкрементальные и абсолютные типы; В зависимости от формы движения элемента измерения положения его можно разделить на вращательный и линейный.
2. Диагностика и устранение неисправностей устройств обнаружения.
Вероятность обнаружения неисправностей компонентов относительно высока по сравнению с устройствами с ЧПУ, что часто приводит к повреждению кабеля, загрязнению компонентов и деформации при столкновении. Если есть подозрение на неисправность компонента обнаружения, первым делом необходимо проверить наличие поврежденных, загрязненных, деформированных беспроводных кабелей и т. д. Качество компонента обнаружения также можно определить путем измерения его выходного сигнала, что требует знания принципа работы и выходных сигналов компонентов обнаружения обработки с ЧПУ. В качестве примера для объяснения возьмем систему SIEMENS.
(1) Выходной сигнал. Связь между модулем управления положением системы ЧПУ SIEMENS и устройством определения положения.
Существует две формы выходных сигналов для инкрементных вращающихся измерительных устройств или линейных устройств: первая — это синусоидальный сигнал напряжения или тока, где EXE — интерполятор формирования импульсов; Второй тип — сигнал уровня TTL. Если взять в качестве примера решетчатую линейку с выходом синусоидального тока компании HEIDENHA1N, то решетка состоит из решетчатой линейки, интерполятора формирования импульсов (EXE), кабеля и разъемов.
В процессе обработки на станке с ЧПУ станок выдает три набора сигналов от блока сканирования: два набора инкрементных сигналов генерируются четырьмя фотоэлектрическими элементами. При соединении двух фотоэлектрических элементов с разностью фаз 180° их двухтактное движение формирует два набора примерно синусоидальных волн Ie1 и Ie2 с разностью фаз 90° и амплитудой около 11 мкА. Набор опорных сигналов также подключается в двухтактном виде двумя фотоэлектрическими элементами с разностью фаз 180°, а на выходе получается пиковый сигнал Ie0 с эффективной составляющей около 5,5 мкА. Этот сигнал генерируется только при прохождении референтной метки. Так называемая контрольная метка представляет собой магнит, установленный на внешней оболочке решетчатой линейки, и геркон, установленный на сканирующем блоке. При приближении к магниту геркон включается, и можно выводить опорный сигнал.
