Продолжая содержание предыдущей главы, мы будем продолжать вводить технологии, связанные с ЧПУ, сегодня
Восемь. Форма управления осью сервопривода
Подача стола машинного инструмента (включая поворотный стол) приводится в движение сервоприводом, который в настоящее время электрифицируется и управляется сервоприводом, и большинство из них используют синхронный двигатель. Двигатель напрямую подключен к шариковому винту (как показано на рисунке ниже), так что из -за короткой цепи пропускания потери движения (потерянное движение) невелика, и отклик быстрая, так что высокая точность может быть получена Полем
Сервопровод машинного инструмента принадлежит сервоприводной системе управления положением. Как показано на рисунке ниже, входной терминал получает импульс положения последовательно вывода от интерполятора ЧПУ в каждом цикле интерполяции. Количество импульсов указывает на количество движения положения (обычно импульс составляет 1 мкм --- то есть разрешение системы составляет 1 мкм); Частота импульса (то есть количество выхода импульсов на единицу времени) указывает на скорость подачи; Символ импульса указывает направление подачи оси, обычно импульс непосредственно отправляется в входные порты команды разных оси сервозинга.
На рисунке ниже показана только одна ось подачи. Фактический станок имеет несколько осей, но принцип управления одинаково. Когда несколько оси получают команды интерполяции в тот же период интерполяции, из -за различных количеств подачи, скорости подачи и направлений движения одновременно, результирующее движение является кривой, и инструмент движется в соответствии с этой кривой. Контур заготовки, требуемый программой, может быть обработан.
Требования к кормовому сервоприводу являются не только статическими характеристиками, такими как: точность позиционирования и стабильность при остановке. Что еще более важно, сервоприводы имеют хорошую жесткость, быстрый ответ, хорошую стабильность движения и высокое разрешение. Таким образом, высококачественные заготовки с гладкими поверхностями могут быть обработаны на высокой скорости и высокой точке.
1. Тип структуры сервоприводной системы
Сервуатральная система разделена на конструкции с открытой петлей и замкнутой петлей.
открытый цикл:
Так называемая открытая петля является сервоприводом без обратной связи. Электрическая система этой структуры управляется шаговым двигателем. Поскольку нет обратной связи скорости и положения, следующая точность плохая, а отзывчивость плохая, поэтому точность обработки плохая, а эффективность низкая.
Закрытая петля:
Закрытая петля - это сервоприводная система с обратной связью с положением контролируемого элемента. Композиция системы включает в себя: исполнительный элемент ------ Сервомотор (обычно напрямую связан с шариковым винтом); контроллер скорости и контроллер положения, контроллер положения получает выходной команды интерполятора ЧПУ
2. Синхронный мотор
Электрическая система конструкции сервопривода с замкнутым контуром в настоящее время управляется сервоприводом переменного тока, и в большинстве из них используется синхронный двигатель с постоянным магнитом.
Структура синхронного мотора с постоянным магнитом показана на рисунке ниже. Ротор представляет собой магнитный полюс из постоянной магнитной стали с высокой магнитной проницаемостью, с валом двигателя в середине, а два конца вала поддерживаются подшипниками и закреплены на корпусе. Статор - это магнитный проводник из кремниевых стальных листов. Внутренняя поверхность магнитного проводника имеет зубные канавки, а встроенные трехфазные намотчивые катушки, намотанные проводами. Кроме того, на заднем конце вала установлен энкодер.
Когда трехфазное обмотка статора поставляется с трехфазным переменным током, генерируемое вращающееся магнитное поле притягивает магнитные полюсы на роторе, чтобы повернуть синхронно. Управление скоростью и электрический источник питания синхронных двигателей используют инверторы. В инверторах элементы схемы силового привода, которые изменяются от постоянного тока на трехфазный AC, должны работать в режиме реального времени в соответствии с положением магнитного поля ротора, что очень похоже на положение двигателей DC. Коммутация обмотки ротора с положением поля статора. Следовательно, чтобы обнаружить положение магнитного поля ротора синхронного двигателя в режиме реального времени, на валу двигателя установлен энкодер (оптический кодовый диск ------ 11 на рисунке). Благодаря оптическому кодовому диску, независимо от того, что скорость двигателя быстрая или медленная, положение магнитного полюсного поля на роторе может быть фактически измерено вместе с вращением вала двигателя, и значение положения может быть отправлено к схеме управления так, чтобы контроллер мог компоненты компонентов мощности инвертора контролируется в режиме реального времени, и самоконтролируемая коммутация сервопривода реализована. Поэтому некоторые люди называют контроллер привода и двигатель этого синхронного двигателя самообучительным синхронным двигателем; Кроме того, поскольку его управляющие характеристики аналогичны двигателю постоянного тока, он также называется DC-двигателем без коммутатора.
Линейный двигатель. Чтобы увеличить скорость перемещения рабочего стола, увеличить ускорение, упростить цепь передачи и тем самым повысить точность передачи, недавно появился линейный двигатель. Этот вид двигателя представляет собой двигатель с прямым соединением, то есть он напрямую установлен на линейной таблице движения.
3. Датчик положения и датчик скорости
Фотоэлектрический энкодер: энкодер представляет собой измерительный элемент для вращательного движения, обычно установленного на валу двигателя или шарового винта, а физическое количество, которое он непосредственно измеряет, - это угол, при котором двигатель или винт вращается. Существует два типа кодеров: постепенное измерение или абсолютное измерение.
Линейные кодеры: в настоящее время линейные кодеры используются для измерения положения или смещения линейных движущихся частей. Существуют шкалы передачи с использованием шкал стекла и отражения с использованием металлических субстратов. Принцип работы похож на принцип фотоэлектрического энкодера. Правитель трансмиссионной решетки легко установить и напрямую устанавливается на стороне Workbench, поэтому он используется чаще.
4. Сервопривод
Усилитель (драйвер), который управляет работой синхронного сервопривода, является инвертором переменного тока.
Fanuc делит усилитель на два модуля: модуль питания выпрямителя (PSM) и модуль сервопривода (SVM)
Девять. Управление приводом веретена
1. Диаграмма управления блоками
Управление шпинделем в основном скорость и управление скоростью двигателя. В программе используйте команду: S и пятизначное значение, чтобы командовать номером вращения шпинделя.
Например: S1200; означает, что шпиндель необходим для вращения при 1200 об / мин. Команды для прямого и обратного вращения - M03 (прямое вращение); M04 (обратное вращение). Чтобы обнаружить скорость вращения шпинделя, на шпинделе установлен датчик скорости.
2. Датчик скорости и датчика положения веретенов
Только управление скоростью без петли обратной связи. В измерении скорости и обратной связи двигателя веретена используется магнитный датчик, установленный на валу двигателя шпинделя. Как показано ниже. Когда двигатель шпинделя поворачивается, датчик отправляет 128, 256, 384 или 512 импульсов (в зависимости от модели двигателя) на революцию, чтобы подсчитать количество революций двигателя веретена. Если двигатель и основной вал не сочетаются 1: 1, на главном валу должен быть установлен позиционер, а количество вращений главного вала измеряется с помощью сигнала одного поворота от энкодера. Обычно этот вид энкодера является фотоэлектрическим, и он посылает 1024 импульса за ход, а также отправляет сигнал одного поворота. Этот кодер можно использовать для реализации обработки потоков и жесткого постукивания и ориентации веретена во время изменения инструмента обработки центров
3. Шпиндельный двигатель
Есть два типа двигателей, используемых для шпинделя. Тип: асинхронный мотор и синхронный двигатель. Асинхронная машина легко изготавливать, обладает высокой надежностью и имеет хорошую высокоскоростную эксплуатацию, поэтому Fanuc использует асинхронную машину. Синхронная машина имеет хорошую низкую производительность, хорошую управляемость, высокий крутящий момент на низкой скорости, и широкий диапазон постоянной регуляции скорости мощности легко достичь. Как правило, асинхронные двигатели обычно используются для обработки алюминиевых и легких металлов с высокой скоростью шпинделя. Скорость шпинделя для обработки чугуна или стальных деталей низкая, и некоторые методы обработки (такие как метод оси CS) также требуют большого крутящего момента на низких скоростях, поэтому используются синхронные двигатели. Особенно недавно, чтобы повысить точность обработки, механический дизайн делает приводной двигатель, непосредственно подключенным к основному валу машинного инструмента, поэтому развитие синхронной машины в качестве привода главного вала, особенно встроенного основного вала Мотор, часто использует синхронную машину. Если вам нужно больше учебных материалов, группа 373600976 может помочь вам
4. Усилитель привода двигателя веретена
Управление двигателем шпинделя аналогична серво -серво -моторному двигателю, описанному выше. Но обычно есть только контроль скорости, поэтому нет необходимости в петле положения. На рисунке ниже представлена блок -схема драйвера двигателя Fanuc Spindle. Разделен на два модуля: PSM и SPM. PSM - это модуль питания, который, как и сервопривод Feed, преобразует входной источник питания переменного тока в источник питания постоянного тока для подачи питания в инвертор. SPM является частью инвертора, которая преобразует мощность постоянного тока в трехфазный переменный ток для подачи питания на статор двигателя.
десять. Управление внешними осями
Используйте сервоприводы для управления действиями вспомогательного механического оборудования на или снаружи машинного инструмента, такого как: Изменение инструмента, изменение манипулятора, изменение рабочего стола, загрузка/разгрузка, заготовка или пустая обработка.
Power Mate I - это контроллер движения положения, который управляет независимым движением каждой оси или скоординированным движением во времени, так что ось перемещается в определенное положение или определенное расстояние на определенной скорости. Тем не менее, между ними нет позиционной зависимости, то есть система не должна иметь функции позиционного интерполятора. Конечно, Fanuc's Power Mate I D имеет интерполятор с двух осевой связи, который может использоваться в соответствии с фактическими потребностями.
Dongguan Leda Metal Co.,Limited
