Pozīcijas noteikšanas elements sastāv no noteikšanas elementa (sensora) un signālu apstrādes ierīces, un tas ir svarīga horizontālās cnc virpas mašīnas slēgtā cikla servosistēmas sastāvdaļa. Tās funkcija ir noteikt darbgalda stāvokļa un ātruma faktisko vērtību un nosūtīt atgriezeniskās saites signālus uz ciparu vadības ierīci vai servo ierīci, tādējādi veidojot slēgta cikla vadību. Noteikšanas elements parasti izmanto gaismas vai magnētisma principu, lai pabeigtu pozīcijas vai ātruma noteikšanu.
Pozīcijas noteikšanas elements ir sadalīts tiešā mērīšanas elementā un netiešā mērīšanas elementā atbilstoši noteikšanas metodei. Lineāros noteikšanas elementus parasti izmanto, mērot darbgalda lineāro kustību, ko sauc par tiešo mērījumu, un izveidoto pozīcijas slēgtā cikla vadību sauc par pilnas slēgtas cilpas vadību. Mērījumu precizitāte galvenokārt ir atkarīga no mērīšanas elementa precizitātes, un to neietekmē darbgalda transmisijas precizitāte. Tā kā darbgalda lineārajai nobīdei ir precīza proporcionāla saistība ar piedziņas motora griešanās leņķi, motora vai skrūves griešanās leņķa vadīšanas un noteikšanas metodi var izmantot, lai netieši izmērītu galda kustības attālumu. Šo metodi sauc par netiešo mērījumu. Pozīcijas slēgtā cikla vadību sauc par daļēji slēgta cikla vadību. Mērījumu precizitāte ir atkarīga no noteikšanas elementa un darbgalda padeves piedziņas ķēdes precizitātes. Slēgtā cikla CNC darbgaldu apstrādes precizitāti lielā mērā nosaka pozīcijas noteikšanas ierīces precizitāte. CNC darbgaldiem ir ļoti stingras prasības pozīcijas noteikšanas elementiem, un to izšķirtspēja parasti ir no 0,001 līdz 0,01 mm vai mazāka.
1. Padeves servosistēmas prasības pozīcijas mērīšanas ierīcei
Padeves servo sistēmai ir augstas prasības pozīcijas mērīšanas ierīcei:
1) Neliela temperatūras un mitruma ietekme, uzticama darbība, laba precizitātes saglabāšana un spēcīga prettraucējumu spēja.
2) Tas var atbilst precizitātes, ātruma un mērījumu diapazona prasībām.
3) Viegli lietojams un kopjams, pielāgojams darbgaldu darba videi.
4) Zemas izmaksas.
5) Ir viegli realizēt ātrgaitas dinamisku mērīšanu un apstrādi, kā arī viegli realizēt automatizāciju.
Pozīcijas noteikšanas ierīces var iedalīt dažādās kategorijās atbilstoši dažādām klasifikācijas metodēm. Pēc izejas signāla formas to var iedalīt digitālajā un analogajā; atbilstoši mērījumu bāzes punkta veidam to var klasificēt kā inkrementālu; pēc pozīcijas mērīšanas elementa kustības formas to var iedalīt rotējošā un lineārajā.
2. Atklāšanas ierīces bojājumu diagnostika un novēršana
Salīdzinot ar ciparu vadības ierīci, noteikšanas elementa atteices iespējamība ir salīdzinoši augsta, un bieži rodas kabeļa bojājumu, elementu piesārņojuma un sadursmes deformācijas parādība. Ja ir aizdomas par detektora elementa vainu, vispirms pārbaudiet, vai nav kabeļa pārrāvuma, piesārņojuma, deformācijas uc noteikšanas elementa princips un izejas signāls . Tālāk sniegtā apraksta piemērs ir SIEMENS sistēma.
(1) Ievadiet signālu. Savienojuma attiecības starp SIEMENS CNC sistēmas pozīcijas kontroles moduli un pozīcijas noteikšanas ierīci.
Inkrementālās rotācijas mērierīces vai lineārās ierīces izejas signālam ir divas formas: di ir sprieguma vai strāvas sinusoidālais signāls, un EXE ir impulsu veidošanas interpolators; di ir TTL līmeņa signāls. Kā piemēru ņemiet HEIDEHA1N's sinusoidālās strāvas izejas režģa lineālu. Režģis sastāv no režģa lineāla, impulsu veidošanas interpolatora (EXE), kabeļiem un savienotājiem.
Darbgalda kustības laikā no skenēšanas bloka tiek izvadīti trīs signālu komplekti: divi inkrementālo signālu komplekti tiek ģenerēti ar četriem fotoelementiem, un divi fotoelementi ar 180° fāzu starpību ir savienoti kopā, un to push-pull veido fāzes starpība 90° un amplitūda. Divas Ie1 un Ie2 kopas ar vērtību aptuveni 11 μA ir līdzīgas sinusoidālajiem viļņiem. Atsauces signālu kopa ir savienota arī push-pull veidā ar diviem fotoelementiem ar 180° starpību. Izvade ir smaile signāls Ie0 ar efektīvo komponentu aptuveni 5,5 μA. Signāls tiek ģenerēts tikai tad, kad tas šķērso atskaites atzīmi. Tā sauktā atsauces zīme ir tāda, ka uz režģa lineāla korpusa ir uzstādīts magnēts, un skenēšanas blokā ir uzstādīts niedru slēdzis. Kad niedru slēdzis atrodas tuvu magnētam, var izvadīt atskaites signālu.
Divas inkrementālo signālu kopas Ie1 un Ie2 ievada EXE caur pārraides kabeli un savienotājiem, un pēc pastiprināšanas un formēšanas tiek izvadīti divi kvadrātviļņu signāli Ua1 un Ua2 ar fāzes starpību 90° un atskaites signāls Ua0. Šie signāli ir pareizi apvienoti un apstrādāti. Tas ir, vienā signāla ciklā var ģenerēt piecus impulsus, tas ir, 5 reizes frekvence tiek apstrādāta un nosūtīta uz CNC pozīcijas vadības moduli caur savienotāju.
(2) EXE signālu apstrāde. Impulsu veidošanas interpolatora (EXE) funkcija ir pastiprināt, pārveidot, reizināt frekvenci un signalizēt režģa lineāla vai kodētāja izvadīto inkrementālo signālu un izvadīt to uz CNC pozīcijas kontrolei. EXE sastāv no pamata shēmas un iedalījuma shēmas.
Pamatshēmas iespiedshēmas plate satur kanālu pastiprinātāju, formēšanas ķēdi, piedziņas un trauksmes ķēdi utt. Sadalīšanas ķēde tiek pārveidota par shēmas plati kā izvēles funkciju, un abas plates ir savienotas, izmantojot J3 savienotāju.
1) Kanāla pastiprinātājs. Kad režģis uztver un ģenerē sinusoidālā viļņa strāvas signālus Ie1, Ie2 un Ie0, caur kanāla pastiprinātāju tiek izvadīta noteikta sinusa strāvas sprieguma amplitūda.
2) Ķēdes veidošana. Pamatojoties uz Ie1, Ie2 un Ie0 pastiprinājumu, formēšanas ķēde tos pārvērš trīs atbilstošos kvadrātviļņu signālos Ua1, Ua2 un Ua0. TTL augstais līmenis ir lielāks vai vienāds ar 2,5 V, un zemais līmenis ir mazāks vai vienāds ar 0,5 V. .
3) Signalizācijas ķēde. Ja režģa dēļ kanāla pastiprinātāja izejas signāls ir nulle ievades kabeļa pārrāvuma, režģa piesārņojuma vai spuldzes bojājuma dēļ, trauksmes signālu virza piedziņas ķēde un pēc tam tiek izvadīts CNC. sistēma ar savienotāju J2.
4) Sadalīšanas ķēde. Dažu augstas precizitātes CNC darbgaldu (piemēram, CNC slīpmašīnu) pozīcijas kontrolē pozīcijas mērīšanai ir nepieciešama augsta izšķirtspēja. Piemēram, nevar apmierināt tikai režģa lineāla precizitāti. Šī iemesla dēļ, lai uzlabotu izšķirtspēju, ir jāizmanto sadalīšanas shēma. Likme, lai apmierinātu ātrgaitas darbgaldu vajadzības. Pamatķēdes kanāla pastiprinātāja izejas signāls ir savienots ar sadales ķēdi caur savienotāju J3. Pēc apstrādes sadalīšanas ķēdē caur savienotāju J3 tiek izvadīts divu kanālu izejas signāls ar fāzes starpību 90° un darba attiecību 1:1 vienā ciklā. Sadaliet kvadrātviļņu signālu. Pēc tam, kad divus kvadrātviļņu pozīciju numurus vada piedziņas ķēde pamata ķēdē, tie ir atbilstošie Ua1 un Ua2 kanālu signāli, kurus CMC sistēmai izvada savienotājs J2.
Turklāt sinhronizācijas shēmas mērķis ir iegūt kvadrātviļņu atskaites impulsus, kas atbilst kvadrātviļņu signālu Ua1 un Ua2 priekšējai un beigu malai.
3. Izplatītās bojājumu formas noteikšanas ierīcēs
(1) Mehāniskās svārstības (paātrinājuma/palēninājuma laikā)
1) Impulsu kodētājs nedarbojas pareizi. Šajā laikā pārbaudiet, vai atgriezeniskās saites līnijas spailes spriegums ātruma mērvienībā nenokrītas noteiktā punktā. Ja ir kritums, tas norāda, ka impulsa kodētājs ir bojāts, un kodētājs ir jānomaina.
2) Impulsu devēja šķērssavienojums var būt bojāts, kā rezultātā vārpstas ātrums nav sinhronizēts ar noteikto ātrumu. Savienojums ir jānomaina.
3) Ja tahometra ģenerators sabojājas, tahometrs ir jāsalabo vai jānomaina.
(2) Mehāniska bēgšana (ātruma pārsniegšana). Pārbaudot pozīcijas kontroles ierīci un ātruma kontroles ierīci, ir jāpārbauda šādi punkti:
1) Pārbaudiet, vai impulsu devēja elektroinstalācija ir nepareiza, pārbaudiet, vai kodētāja vadiem ir pozitīva atgriezeniskā saite un vai fāze A un fāze B ir savienotas pretēji.
2) Pārbaudiet, vai impulsu devēja savienojums nav bojāts. Ja tas ir bojāts, nomainiet savienojumu.
3) Pārbaudiet, vai tahoģeneratora spaile ir savienota pretēji un vai ierosmes signāla vads ir pievienots nepareizi.
(3) Vārpstu nevar orientēt vai orientācija nav savā vietā. Pārbaudiet orientācijas vadības ķēdes iestatījumu un regulēšanu, pārbaudiet orientācijas plati un vārpstas vadības iespiedshēmas plates regulējumu. Tajā pašā laikā pārbaudiet, vai pozīcijas detektors (kodētājs) nav bojāts.
(4) Koordinātu ass vibrācijas padeve. Pārbaudot, vai motora spolei ir īssavienojums, vai mehāniskā padeves skrūve ir labi savienota ar motoru un vai visa servosistēma ir stabila, pārbaudiet, vai impulsa kods ir labs, vai savienojuma savienojums ir stabils un uzticams, un vai tahometrs ir uzticams.
(5) Trauksme, ko izraisa programmas kļūda un darbības kļūda NC trauksmē. Piemēram, NC ziņo 090# un 091# sistēmā FAUNUC-6ME. Rodas NC trauksme, ko var izraisīt galvenā ķēdes kļūme un padeves ātrums ir pārāk zems. Tajā pašā laikā ir arī iespējams, ka impulsu kodētājs ir slikts; impulsu kodētāja barošanas avota spriegums ir pārāk zems. Šajā laikā noregulējiet barošanas avota spriegumu 15 V tā, lai sprieguma vērtība galvenās shēmas plates +5 V spailē būtu 4,95–5,10 V robežās; nav ieejas impulsa Kodētāja viena pagrieziena signāls nevar normāli veikt atskaites punkta atgriešanos.
(6) Servo sistēmas trauksme. Piemēram, FAUNUC-6ME sistēmas's servosignalizācija 416#, 426#, 436#, 446#, 456#, SINUMERIK880 sistēma's servosignalizācija I364#, SINUMERIK8 sistēma's servo trauksme 114#, 104# utt. Kad parādās iepriekš minētais trauksmes numurs, tas var būt: ass impulsu devēja atgriezeniskās saites signāls ir bojāts, īssavienojums un signāla zudums, izmantojiet osciloskopu, lai izmērītu A fāzi un B- fāzes vienas apgriezienu signāls; kodētājs ir piesārņots, pārāk netīrs, un signālu nevar uztvert pareizi.
Īsāk sakot, CNC iekārtu kļūmes gadījumā noteikšanas komponentu atteices līmenis ir salīdzinoši augsts. Kamēr tiek veikta pareiza apkope un pastiprināšana, kā arī padziļināta radušos problēmu analīze, atteices līmenis tiks samazināts, un kļūmi var ātri novērst, lai nodrošinātu normālu iekārtas darbību.
