Positionsdetekteringselementet er sammensat af et detekteringselement (sensor) og en signalbehandlingsenhed og er en vigtig del af det vandrette cnc-drejemaskine lukket-sløjfe servosystem. Dens funktion er at detektere den faktiske værdi af arbejdsbordets position og hastighed og sende feedbacksignaler til den numeriske styreenhed eller servoenhed, og derved danne en lukket sløjfekontrol. Detektionselementet anvender generelt princippet om lys eller magnetisme til at fuldføre detekteringen af position eller hastighed.
Positionsdetektionselementet er opdelt i direkte måleelement og indirekte måleelement ifølge detektionsmetoden. Lineære detektionselementer bruges generelt ved måling af værktøjsmaskinens lineære bevægelse, hvilket kaldes direkte måling, og den dannede positionskontrol med lukket sløjfe kaldes fuld-lukket sløjfe-kontrol. Målenøjagtigheden afhænger hovedsageligt af måleelementets nøjagtighed og påvirkes ikke af nøjagtigheden af værktøjsmaskinens transmission. Da den lineære forskydning af værktøjsmaskinbordet har et nøjagtigt proportionalt forhold med drivmotorens rotationsvinkle, kan metoden til at drive og detektere rotationsvinklen for motoren eller skruen bruges til indirekte at måle bordets bevægelige afstand. Denne metode kaldes indirekte måling. Positionen lukket sløjfe-kontrol kaldes semi-closed-loop-kontrol. Målenøjagtigheden afhænger af nøjagtigheden af detekteringselementet og værktøjsmaskinens fremføringskæde. Bearbejdningsnøjagtigheden af CNC-værktøjsmaskiner med lukket sløjfe bestemmes i høj grad af nøjagtigheden af positionsdetekteringsenheden. CNC-værktøjsmaskiner har meget strenge krav til positionsdetekteringselementer, og deres opløsning er normalt mellem 0,001 og 0,01 mm eller mindre.
1. Kravene til foderservosystemet til positionsmåleren
Foderservosystemet stiller høje krav til positionsmåleren:
1) Lille påvirkning af temperatur og fugtighed, pålidelig drift, god nøjagtighedsopbevaring og stærk anti-interferensevne.
2) Det kan opfylde kravene til nøjagtighed, hastighed og måleområde.
3) Let at bruge og vedligeholde, tilpasse til arbejdsmiljøet for værktøjsmaskiner.
4) Lave omkostninger.
5) Det er let at realisere højhastigheds dynamisk måling og behandling og let at realisere automatisering.
Positionsdetektionsanordninger kan opdeles i forskellige kategorier i henhold til forskellige klassificeringsmetoder. I henhold til udgangssignalets form kan det klassificeres i digitalt og analogt; i henhold til typen af målebasispunkt kan det klassificeres som inkrementelt; i henhold til bevægelsesformen af positionsmåleelementet kan det klassificeres i roterende og lineært.
2. Diagnose og afhjælpning af fejl i detekteringsenheden
Sammenlignet med den numeriske kontrolenhed er sandsynligheden for fejl i detektionselementet relativt høj, og fænomenet kabelskade, elementkontamination og kollisionsdeformation forekommer ofte. Hvis der er mistanke om, at det er detekteringselementets fejl, skal du først kontrollere, om der er kabelbrud, tilsmudsning, deformation osv., og du kan også bestemme kvaliteten af detekteringselementet ved at måle dets output, hvilket kræver færdigheder i arbejdet princip og udgangssignal for detekteringselementet. Det følgende tager SIEMENS-systemet som et eksempel til beskrivelse.
(1) Indtast signalet. Forbindelsesforholdet mellem positionskontrolmodulet i SIEMENS CNC-systemet og positionsregistreringsenheden.
Udgangssignalet fra inkrementel roterende måleanordning eller lineær enhed har to former: di er et spændings- eller strømsinusformet signal, og EXE er en pulsformende interpolator; di er et TTL-niveausignal. Tag HEIDENHA1N's sinusformede strømudgangsgitterlineal som et eksempel. Risten er sammensat af gitterlineal, pulsformende interpolator (EXE), kabler og stik.
Under bevægelsen af værktøjsmaskinen udsendes tre sæt signaler fra scanningsenheden: to sæt trinvise signaler genereres af fire fotoceller, og to fotoceller med en 180° faseforskel er forbundet med hinanden, og deres push-pull danner en faseforskel på 90° og amplitude. De to sæt Ie1 og Ie2 med en værdi på omkring 11μA ligner sinusbølger. Et sæt referencesignaler er også forbundet i push-pull form af to fotoceller med en forskel på 180°. Udgangen er et spidssignal Ie0 med en effektiv komponent på omkring 5,5μA. Signalet genereres først, når det passerer referencemærket. Det såkaldte referencemærke er, at der er installeret en magnet på huset til gitterlinealen, og en reed-kontakt er installeret på scanningsenheden. Når reed-kontakten er tæt på magneten, kan referencesignalet udsendes.
De to sæt inkrementelle signaler Ie1 og Ie2 kommer ind i EXE gennem transmissionskablet og stik, og efter forstærkning og formning udsendes to firkantbølgesignaler Ua1 og Ua2 med en faseforskel på 90° og referencesignalet Ua0. Disse signaler er korrekt kombineret og behandlet. Det vil sige, at fem impulser kan genereres i en signalcyklus, det vil sige, at 5 gange frekvensen behandles, og sendes til CNC-positionskontrolmodulet gennem stikket.
(2) EXE signalbehandling. Funktionen af pulsformningsinterpolatoren (EXE) er at forstærke, omforme, frekvensmultiplicere og alarmere det inkrementelle signal, der udsendes af gitterlinealen eller indkoderen, og udsende det til CNC'en for positionskontrol. EXE er sammensat af basiskredsløb og underopdelingskredsløb.
Det grundlæggende printkort indeholder kanalforstærker, formningskredsløb, drev- og alarmkredsløb osv. Underinddelingskredsløbet laves om til et printkort som en valgfri funktion, og de to print er forbundet via J3 stikket.
1) Kanalforstærker. Når gitteret detekterer og genererer sinusbølgestrømsignaler Ie1, Ie2 og Ie0 gennem kanalforstærkeren, udsendes en vis amplitude af sinusstrømspændingen.
2) At forme kredsløbet. Baseret på forstærkningen af Ie1, Ie2 og Ie0 konverterer formningskredsløbet dem til tre tilsvarende firkantbølgesignaler Ua1, Ua2 og Ua0. Det høje TTL-niveau er større end eller lig med 2,5V, og det lave niveau er mindre end eller lig med 0,5V. .
3) Alarmkredsløb. Når gitteret får kanalforstærkerens udgangssignal til at være nul på grund af brud på inputkablet, forurening af gitteret eller beskadigelse af pæren, drives alarmsignalet af drivkredsløbet og sendes derefter til CNC'en system ved stikket J2.
4) Inddelingskreds. I positionskontrol af nogle højpræcisions CNC-værktøjsmaskiner (såsom CNC-slibere) kræves høj opløsning til positionsmåling. For eksempel kan nøjagtigheden af gitterlinealen alene ikke tilfredsstilles. Af denne grund skal der bruges et opdelingskredsløb til at forbedre opløsningen. Bedøm for at imødekomme behovene for højhastighedsværktøjsmaskiner. Udgangssignalet fra basiskredsløbskanalforstærkeren er forbundet til underopdelingskredsløbet gennem stikket J3. Efter at være blevet behandlet af opdelingskredsløbet, udsendes udgangssignalet fra de to kanaler med en faseforskel på 90° og et driftsforhold på 1:1 i én cyklus gennem stikket J3. Underinddel firkantbølgesignalet. Efter at de to firkantbølgepositionsnumre er drevet af drivkredsløbet i basiskredsløbet, er de de tilsvarende Ua1- og Ua2-kanalsignaler, som udsendes til CMC-systemet af stikket J2.
Desuden er formålet med synkroniseringskredsløbet at opnå firkantbølgereferenceimpulser svarende til for- og bagkanten af firkantbølgesignalerne Ua1 og Ua2.
3. Almindelige former for fejl i detekteringsanordninger
(1) Mekanisk svingning (under acceleration/deceleration)
1) Impulsgiveren fungerer ikke. På dette tidspunkt skal du kontrollere, om spændingen på feedback-linjeterminalen på hastighedsenheden falder på et bestemt punkt. Hvis der er et fald, indikerer det, at pulsgiveren er defekt, og encoderen bør udskiftes.
2) Pulskoderens krydskobling kan være beskadiget, hvilket får akselhastigheden til at være ude af synkronisering med den detekterede hastighed. Koblingen bør udskiftes.
3) Hvis omdrejningstællergeneratoren svigter, skal omdrejningstælleren repareres eller udskiftes.
(2) Mekanisk løbsk (hastighedsoverskridelse). I tilfælde af kontrol af positionskontrolenheden og hastighedskontrolenheden skal følgende punkter kontrolleres:
1) Tjek om ledningsføringen af pulsgiveren er forkert, tjek om ledningsføringen af koderen er positiv feedback, og om fase A og fase B er forbundet omvendt.
2) Kontroller, om pulsgiverkoblingen er beskadiget. Hvis den er beskadiget, udskiftes koblingen.
3) Kontroller, om tachogeneratorens terminal er tilsluttet omvendt, og om magnetiseringssignalledningen er tilsluttet forkert.
(3) Spindlen kan ikke orienteres, eller orienteringen er ikke på plads. Kontroller indstillingen og justeringen af orienteringskontrolkredsløbet, kontroller orienteringskortet og justeringen af spindelkontrolprintkortet. Kontroller samtidig, om positionsdetektoren (encoderen) er defekt.
(4) Koordinataksens vibrationstilførsel. Efter at have kontrolleret, om motorspolen er kortsluttet, om den mekaniske fødeskrue er godt forbundet til motoren, og om hele servosystemet er stabilt, skal du kontrollere, om pulskoden er god, om koblingsforbindelsen er stabil og pålidelig, og om omdrejningstælleren er pålidelig.
(5) Alarmen forårsaget af programfejl og driftsfejl i NC-alarm. For eksempel rapporterer NC 090# og 091# for FAUNUC-6ME-systemet. Der opstår en NC-alarm, som kan være forårsaget af hovedkredsløbsfejlen, og fremføringshastigheden er for lav. Samtidig er det også muligt, at pulsgiveren er dårlig; pulsenkoderens strømforsyningsspænding er for lav. På dette tidspunkt skal du justere 15V af strømforsyningsspændingen, så spændingsværdien på +5V terminalen på hovedkredsløbskortet er inden for 4,95～5,10V; der er ingen indgangsimpuls En-omdrejningssignalet fra encoderen kan ikke udføre referencepunktet retur normalt.
(6) Alarm af servosystemet. Såsom FAUNUC-6ME system's servoalarm 416#, 426#, 436#, 446#, 456#, SINUMERIK880 system's servoalarm I364#, SINUMERIK8 system's servoalarm 114#, 104# osv. Når ovenstående alarmnummer vises, kan det være: akse pulsencoder feedbacksignal er brudt, kortslutning og signaltab, brug et oscilloskop til at måle A-fasen og B- fase en-omdrejningssignal; encoderen er forurenet, for snavset, og signalet kan ikke modtages korrekt.
Kort sagt, ved fejl i CNC-udstyr er fejlraten for detekteringskomponenterne relativt høj. Så længe den korrekte brug og styrkelse af vedligeholdelse, og dybdegående analyse af de problemer, der opstår, vil fejlraten blive reduceret, og fejlen kan løses hurtigt for at sikre den normale drift af udstyret.
