L'element de detecció de posició es compon d'un element de detecció (sensor) i un dispositiu de processament de senyal, i és una part important del servosistema de bucle tancat de la màquina de torn cnc horitzontal. La seva funció és detectar el valor real de la posició i la velocitat de la taula de treball i enviar senyals de retroalimentació al dispositiu de control numèric o al dispositiu servo, formant així un control de llaç tancat. L'element de detecció generalment utilitza el principi de la llum o el magnetisme per completar la detecció de la posició o la velocitat.
L'element de detecció de posició es divideix en element de mesura directa i element de mesura indirecta segons el mètode de detecció. Els elements de detecció lineal s'utilitzen generalment quan es mesuren el moviment lineal de la màquina-eina, que s'anomena mesura directa, i el control de llaç tancat de posició format s'anomena control de llaç tancat complet. La precisió de mesura depèn principalment de la precisió de l'element de mesura i no es veu afectada per la precisió de la transmissió de la màquina-eina. Com que el desplaçament lineal de la taula de la màquina-eina té una relació proporcional precisa amb l'angle de rotació del motor d'accionament, el mètode de conducció i detecció de l'angle de rotació del motor o del cargol es pot utilitzar per mesurar indirectament la distància de moviment de la taula. Aquest mètode s'anomena mesura indirecta. El control de llaç tancat de posició s'anomena control de llaç semitancat. La precisió de mesura depèn de la precisió de l'element de detecció i de la cadena d'alimentació de la màquina-eina. La precisió de mecanitzat de les màquines eina CNC de bucle tancat està determinada en gran mesura per la precisió del dispositiu de detecció de posició. Les màquines eina CNC tenen requisits molt estrictes per als elements de detecció de posició i la seva resolució sol estar entre 0,001 i 0,01 mm o menys.
1. Els requisits del sistema servo d'alimentació per al dispositiu de mesura de posició
El sistema servo d'alimentació té requisits elevats per al dispositiu de mesura de posició:
1) Poca influència de la temperatura i la humitat, un funcionament fiable, una bona retenció de precisió i una forta capacitat anti-interferències.
2) Pot complir els requisits de precisió, velocitat i rang de mesura.
3) Fàcil d'utilitzar i mantenir, adaptar-se a l'entorn de treball de les màquines-eina.
4) Baix cost.
5) És fàcil realitzar mesuraments i processaments dinàmics d'alta velocitat, i fàcil de realitzar l'automatització.
Els dispositius de detecció de posició es poden dividir en diferents categories segons diferents mètodes de classificació. Segons la forma del senyal de sortida, es pot classificar en digital i analògic; segons el tipus de punt base de mesura, es pot classificar com a incremental; segons la forma de moviment de l'element de mesura de posició, es pot classificar en rotatiu i lineal.
2. Diagnòstic i eliminació d'avaries en el dispositiu de detecció
En comparació amb el dispositiu de control numèric, la probabilitat de fallada de l'element de detecció és relativament alta i sovint es produeix el fenomen de danys al cable, contaminació de l'element i deformació per col·lisió. Si se sospita que és la culpa de l'element de detecció, primer comproveu si hi ha trencament de cables, encrustacions, deformacions, etc., i també podeu determinar la qualitat de l'element de detecció mesurant la seva sortida, que requereix habilitat en el treball. principi i senyal de sortida de l'element de detecció. A continuació es pren el sistema SIEMENS com a exemple per a la descripció.
(1) Introduïu el senyal. La relació de connexió entre el mòdul de control de posició del sistema CNC SIEMENS i el dispositiu de detecció de posició.
El senyal de sortida d'un dispositiu de mesura rotatiu incremental o d'un dispositiu lineal té dues formes: di és un senyal sinusoïdal de tensió o corrent, i EXE és un interpolador de conformació de pols; di és un senyal de nivell TTL. Preneu com a exemple la regla de reixeta de sortida de corrent sinusoïdal de HEIDENHA1N'. La reixa es compon de regle de reixeta, interpolador de conformació de polsos (EXE), cables i connectors.
Durant el moviment de la màquina-eina, tres conjunts de senyals surten de la unitat d'escaneig: dos conjunts de senyals incrementals són generats per quatre fotocèl·lules, i dues fotocèl·lules amb una diferència de fase de 180° es connecten entre si, i el seu push-pull forma un diferència de fase de 90° i amplitud. Els dos conjunts de Ie1 i Ie2 amb un valor d'uns 11 μA són similars a les ones sinusoïdals. També es connecten un conjunt de senyals de referència en forma push-pull mitjançant dues fotocèl·lules amb una diferència de 180°. La sortida és un senyal de pic Ie0 amb un component efectiu d'uns 5,5 μA. El senyal només es genera quan passa la marca de referència. L'anomenada marca de referència és que s'instal·la un imant a la carcassa de la regla de reixeta i un interruptor de canya a la unitat d'escaneig. Quan l'interruptor de canya està a prop de l'imant, es pot emetre el senyal de referència.
Els dos conjunts de senyals incrementals Ie1 i Ie2 entren a l'EXE a través del cable de transmissió i els connectors, i després de l'amplificació i la conformació, surten dos senyals d'ona quadrada Ua1 i Ua2 amb una diferència de fase de 90° i el senyal de referència Ua0. Aquests senyals es combinen i es processen correctament. És a dir, es poden generar cinc polsos en un cicle de senyal, és a dir, processar 5 vegades la freqüència i enviar-los al mòdul de control de posició CNC mitjançant el connector.
(2) Processament del senyal EXE. La funció de l'interpolador de conformació de polsos (EXE) és amplificar, remodelar, multiplicar la freqüència i alarmar la sortida del senyal incremental per la regla o codificador de reixeta, i enviar-la al CNC per al control de posició. EXE es compon de circuit bàsic i circuit de subdivisió.
La placa de circuit imprès bàsic conté un amplificador de canal, un circuit de conformació, un circuit d'alarma i un circuit d'alarma, etc. El circuit de subdivisió es converteix en una placa de circuit com a funció opcional i les dues plaques es connecten mitjançant el connector J3.
1) Amplificador de canal. Quan la xarxa detecta i genera senyals de corrent d'ona sinusoïdal Ie1, Ie2 i Ie0, a través de l'amplificador de canal, s'emet una certa amplitud de tensió de corrent sinusoïdal.
2) Formació del circuit. A partir de l'amplificació de Ie1, Ie2 i Ie0, el circuit de conformació els converteix en tres senyals d'ona quadrada corresponents Ua1, Ua2 i Ua0. El nivell alt TTL és superior o igual a 2,5 V i el nivell baix és inferior o igual a 0,5 V. .
3) Circuit d'alarma. Quan la reixa fa que el senyal de sortida de l'amplificador de canal sigui zero a causa de la ruptura del cable d'entrada, la contaminació de la reixa o el dany de la bombeta, el senyal d'alarma és impulsat pel circuit d'accionament i després s'envia al CNC sistema mitjançant el connector J2.
4) Circuit de subdivisió. En el control de posició d'algunes màquines-eina CNC d'alta precisió (com ara rectificadores CNC), es requereix una alta resolució per mesurar la posició. Per exemple, la precisió de la regla de reixeta sola no es pot satisfer. Per aquest motiu, cal utilitzar un circuit de subdivisió per millorar la resolució. Tarifa per satisfer les necessitats de les màquines-eina d'alta velocitat. El senyal de sortida de l'amplificador de canal del circuit bàsic està connectat al circuit de subdivisió mitjançant el connector J3. Després de ser processat pel circuit de subdivisió, el senyal de sortida dels dos canals amb una diferència de fase de 90 ° i una relació de treball d'1:1 en un cicle s'emet a través del connector J3. Subdivideix el senyal d'ona quadrada. Després que els dos números de posició d'ona quadrada siguin impulsats pel circuit d'accionament del circuit bàsic, són els senyals dels canals Ua1 i Ua2 corresponents, que s'envien al sistema CMC pel connector J2.
A més, el propòsit del circuit de sincronització és obtenir polsos de referència d'ona quadrada corresponents a les vores davantera i posterior dels senyals d'ona quadrada Ua1 i Ua2.
3. Formes habituals d'avaries en dispositius de detecció
(1) Oscil·lació mecànica (durant l'acceleració/desacceleració)
1) El codificador de polsos no funciona correctament. En aquest moment, comproveu si la tensió del terminal de la línia de retroalimentació de la unitat de velocitat cau en un punt determinat. Si hi ha una caiguda, indica que el codificador de polsos és defectuós i s'ha de substituir el codificador.
2) L'acoblament creuat del codificador de polsos pot estar danyat, fent que la velocitat de l'eix no estigui sincronitzada amb la velocitat detectada. S'ha de substituir l'acoblament.
3) Si el generador del tacòmetre falla, el tacòmetre s'ha de reparar o substituir.
(2) Fugida mecànica (acceleració). En el cas de comprovar la unitat de control de posició i la unitat de control de velocitat, s'han de comprovar els punts següents:
1) Comproveu si el cablejat del codificador de polsos és incorrecte, comproveu si el cablejat del codificador és de retroalimentació positiva i si la fase A i la fase B estan connectades a l'inrevés.
2) Comproveu si l'acoblament del codificador d'impulsos està danyat. Si està danyat, substituïu l'acoblament.
3) Comproveu si el terminal del tacogenerador està connectat a l'inrevés i si el cable del senyal d'excitació està connectat incorrectament.
(3) El cargol no es pot orientar o l'orientació no està al seu lloc. Comproveu la configuració i l'ajust del circuit de control d'orientació, comproveu la placa d'orientació i l'ajust de la placa de circuit imprès de control de l'eix. Al mateix temps, comproveu si el detector de posició (codificador) està defectuós.
(4) Alimentació de la vibració de l'eix de coordenades. Després de comprovar si la bobina del motor està en curtcircuit, si el cargol d'alimentació mecànic està ben connectat al motor i si tot el servosistema és estable, comproveu si el codi de pols és bo, si la connexió d'acoblament és estable i fiable i si el tacòmetre és fiable.
(5) L'alarma causada per un error de programa i un error de funcionament a l'alarma NC. Per exemple, NC informa 090# i 091# del sistema FAUNUC-6ME. Es produeix l'alarma NC, que pot ser causada per una fallada del circuit principal i la velocitat d'alimentació és massa baixa. Al mateix temps, també és possible que el codificador de polsos sigui dolent; la tensió d'alimentació del codificador d'impulsos és massa baixa. En aquest moment, ajusteu els 15 V de la tensió d'alimentació de manera que el valor de la tensió al terminal +5V de la placa de circuit principal estigui entre 4,95 ~ 5,10 V; no hi ha pols d'entrada El senyal d'una volta del codificador no pot realitzar el retorn del punt de referència amb normalitat.
(6) Alarma del servosistema. Com ara servoalarma del sistema FAUNUC-6ME's servoalarma 416#, 426#, 436#, 446#, 456#, sistema SINUMERIK880's servoalarma I364#, sistema SINUMERIK8' s servoalarma 114 #, 104 #, etc. Quan apareix el número d'alarma anterior, pot ser: el senyal de retroalimentació del codificador de pols de l'eix està trencat, curtcircuit i pèrdua de senyal, utilitzeu un oscil·loscopi per mesurar la fase A i B- senyal de fase d'una revolució; el codificador està contaminat, massa brut i el senyal no es pot rebre correctament.
En resum, en la fallada de l'equip CNC, la taxa de fallada dels components de detecció és relativament alta. Sempre que l'ús correcte i l'enfortiment del manteniment, i l'anàlisi en profunditat dels problemes que es produeixin, es reduirà la taxa de fallades i la fallada es pot resoldre ràpidament per garantir el funcionament normal de l'equip.
