Το στοιχείο ανίχνευσης θέσης αποτελείται από ένα στοιχείο ανίχνευσης (αισθητήρα) και μια συσκευή επεξεργασίας σήματος και αποτελεί σημαντικό μέρος του συστήματος σερβομηχανήματος κλειστού βρόχου οριζόντιου τόρνου cnc. Η λειτουργία του είναι να ανιχνεύει την πραγματική τιμή της θέσης και της ταχύτητας του τραπεζιού εργασίας και να στέλνει σήματα ανατροφοδότησης στη συσκευή αριθμητικού ελέγχου ή στη συσκευή σερβομηχανισμού, σχηματίζοντας έτσι έναν έλεγχο κλειστού βρόχου. Το στοιχείο ανίχνευσης χρησιμοποιεί γενικά την αρχή του φωτός ή του μαγνητισμού για να ολοκληρώσει την ανίχνευση θέσης ή ταχύτητας.
Το στοιχείο ανίχνευσης θέσης χωρίζεται σε στοιχείο άμεσης μέτρησης και στοιχείο έμμεσης μέτρησης σύμφωνα με τη μέθοδο ανίχνευσης. Τα στοιχεία γραμμικής ανίχνευσης χρησιμοποιούνται γενικά κατά τη μέτρηση της γραμμικής κίνησης της εργαλειομηχανής, η οποία ονομάζεται άμεση μέτρηση, και η θέση ελέγχου κλειστού βρόχου που σχηματίζεται ονομάζεται έλεγχος πλήρους κλειστού βρόχου. Η ακρίβεια μέτρησης εξαρτάται κυρίως από την ακρίβεια του στοιχείου μέτρησης και δεν επηρεάζεται από την ακρίβεια της μετάδοσης της εργαλειομηχανής. Δεδομένου ότι η γραμμική μετατόπιση του τραπεζιού εργαλειομηχανών έχει ακριβή αναλογική σχέση με τη γωνία περιστροφής του κινητήρα μετάδοσης κίνησης, η μέθοδος οδήγησης και ανίχνευσης της γωνίας περιστροφής του κινητήρα ή της βίδας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μετρηθεί έμμεσα η απόσταση κίνησης του τραπεζιού. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται έμμεση μέτρηση. Ο έλεγχος θέσης κλειστού βρόχου ονομάζεται έλεγχος ημι-κλειστού βρόχου. Η ακρίβεια μέτρησης εξαρτάται από την ακρίβεια του στοιχείου ανίχνευσης και της αλυσίδας κίνησης τροφοδοσίας εργαλειομηχανών. Η ακρίβεια κατεργασίας των εργαλειομηχανών CNC κλειστού βρόχου καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από την ακρίβεια της συσκευής ανίχνευσης θέσης. Οι εργαλειομηχανές CNC έχουν πολύ αυστηρές απαιτήσεις για στοιχεία ανίχνευσης θέσης και η ανάλυσή τους είναι συνήθως μεταξύ 0,001 και 0,01 mm ή μικρότερη.
1. Οι απαιτήσεις του σερβο συστήματος τροφοδοσίας για τη συσκευή μέτρησης θέσης
Το σερβο σύστημα τροφοδοσίας έχει υψηλές απαιτήσεις για τη συσκευή μέτρησης θέσης:
1) Μικρή επίδραση της θερμοκρασίας και της υγρασίας, αξιόπιστη λειτουργία, καλή διατήρηση της ακρίβειας και ισχυρή ικανότητα κατά των παρεμβολών.
2) Μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις ακρίβειας, ταχύτητας και εύρους μέτρησης.
3) Εύκολο στη χρήση και στη συντήρηση, προσαρμογή στο περιβάλλον εργασίας των εργαλειομηχανών.
4) Χαμηλό κόστος.
5) Είναι εύκολο να πραγματοποιηθεί η δυναμική μέτρηση και η επεξεργασία υψηλής ταχύτητας, και εύκολο να πραγματοποιηθεί η αυτοματοποίηση.
Οι συσκευές ανίχνευσης θέσης μπορούν να χωριστούν σε διαφορετικές κατηγορίες σύμφωνα με διαφορετικές μεθόδους ταξινόμησης. Σύμφωνα με τη μορφή του σήματος εξόδου, μπορεί να ταξινομηθεί σε ψηφιακό και αναλογικό. ανάλογα με τον τύπο του σημείου βάσης μέτρησης, μπορεί να ταξινομηθεί ως αυξητικό. ανάλογα με τη μορφή κίνησης του στοιχείου μέτρησης θέσης, μπορεί να ταξινομηθεί σε περιστροφικό και γραμμικό.
2. Διάγνωση και εξάλειψη βλαβών στη συσκευή ανίχνευσης
Σε σύγκριση με τη συσκευή αριθμητικού ελέγχου, η πιθανότητα αστοχίας του στοιχείου ανίχνευσης είναι σχετικά υψηλή και συχνά εμφανίζεται το φαινόμενο της βλάβης του καλωδίου, της μόλυνσης στοιχείων και της παραμόρφωσης σύγκρουσης. Εάν υπάρχει υποψία ότι φταίει το στοιχείο ανίχνευσης, ελέγξτε πρώτα εάν υπάρχει θραύση καλωδίου, ρύπανση, παραμόρφωση κ.λπ., και μπορείτε επίσης να προσδιορίσετε την ποιότητα του στοιχείου ανίχνευσης μετρώντας την απόδοση του, η οποία απαιτεί επάρκεια στην εργασία αρχή και σήμα εξόδου του στοιχείου ανίχνευσης . Τα παρακάτω φέρουν το σύστημα SIEMENS ως παράδειγμα για περιγραφή.
(1) Εισαγάγετε το σήμα. Η σχέση σύνδεσης μεταξύ της μονάδας ελέγχου θέσης του συστήματος CNC SIEMENS και της συσκευής ανίχνευσης θέσης.
Το σήμα εξόδου της σταδιακής περιστροφικής συσκευής μέτρησης ή της γραμμικής συσκευής έχει δύο μορφές: το di είναι ένα ημιτονοειδές σήμα τάσης ή ρεύματος και το EXE είναι ένας παρεμβολέας διαμόρφωσης παλμών. Το di είναι ένα σήμα επιπέδου TTL. Πάρτε για παράδειγμα τον ημιτονοειδές χάρακα εξόδου ρεύματος HEIDENHA1N'. Το πλέγμα αποτελείται από χάρακα σχάρας, παρεμβολέα διαμόρφωσης παλμών (EXE), καλώδια και συνδέσμους.
Κατά τη διάρκεια της κίνησης της εργαλειομηχανής, εξάγονται τρία σετ σημάτων από τη μονάδα σάρωσης: δύο σετ αυξητικών σημάτων παράγονται από τέσσερα φωτοκύτταρα και δύο φωτοκύτταρα με διαφορά φάσης 180° συνδέονται μεταξύ τους και η ώθηση τους σχηματίζει ένα διαφορά φάσης 90° και πλάτος. Τα δύο σύνολα Ie1 και Ie2 με τιμή περίπου 11μA είναι παρόμοια με τα ημιτονοειδή κύματα. Ένα σύνολο σημάτων αναφοράς συνδέονται επίσης σε μορφή push-pull με δύο φωτοκύτταρα με διαφορά 180°. Η έξοδος είναι ένα σήμα ακίδας Ie0 με αποτελεσματική συνιστώσα περίπου 5,5 μA. Το σήμα παράγεται μόνο όταν περάσει το σήμα αναφοράς. Το λεγόμενο σημάδι αναφοράς είναι ότι ένας μαγνήτης είναι εγκατεστημένος στο περίβλημα του χάρακα του πλέγματος και ένας διακόπτης καλαμιού είναι εγκατεστημένος στη μονάδα σάρωσης. Όταν ο διακόπτης του καλαμιού είναι κοντά στον μαγνήτη, μπορεί να βγει το σήμα αναφοράς.
Τα δύο σετ αυξητικών σημάτων Ie1 και Ie2 εισέρχονται στο EXE μέσω του καλωδίου μετάδοσης και των βυσμάτων και μετά την ενίσχυση και τη διαμόρφωση, εξέρχονται δύο σήματα τετραγωνικών κυμάτων Ua1 και Ua2 με διαφορά φάσης 90° και το σήμα αναφοράς Ua0. Αυτά τα σήματα συνδυάζονται και επεξεργάζονται σωστά. Δηλαδή, μπορούν να δημιουργηθούν πέντε παλμοί σε έναν κύκλο σήματος, δηλαδή, 5 φορές η συχνότητα που υποβάλλεται σε επεξεργασία και να σταλούν στη μονάδα ελέγχου θέσης CNC μέσω του βύσματος.
(2) Επεξεργασία σήματος EXE. Η λειτουργία του παρεμβολέα διαμόρφωσης παλμών (EXE) είναι να ενισχύει, να αναδιαμορφώνει, να πολλαπλασιάζει τη συχνότητα και να ειδοποιεί το στοιχειώδες σήμα εξόδου από τον χάρακα ή τον κωδικοποιητή πλέγματος και να το εξάγει στο CNC για έλεγχο θέσης. Το EXE αποτελείται από βασικό κύκλωμα και κύκλωμα υποδιαίρεσης.
Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος βασικού κυκλώματος περιέχει ενισχυτή καναλιού, κύκλωμα διαμόρφωσης, κύκλωμα κίνησης και συναγερμού, κ.λπ. Το κύκλωμα υποδιαίρεσης μετατρέπεται σε πλακέτα κυκλώματος ως προαιρετική λειτουργία και οι δύο πλακέτες συνδέονται μέσω της υποδοχής J3.
1) Ενισχυτής καναλιών. Όταν το πλέγμα ανιχνεύει και παράγει σήματα ημιτονοειδούς ρεύματος Ie1, Ie2 και Ie0, μέσω του ενισχυτή καναλιού, εξάγεται ένα ορισμένο πλάτος τάσης ημιτονικού ρεύματος.
2) Διαμόρφωση του κυκλώματος. Με βάση την ενίσχυση των Ie1, Ie2 και Ie0, το κύκλωμα διαμόρφωσης τα μετατρέπει σε τρία αντίστοιχα τετραγωνικά σήματα Ua1, Ua2 και Ua0. Το υψηλό επίπεδο TTL είναι μεγαλύτερο ή ίσο με 2,5 V και το χαμηλό επίπεδο είναι μικρότερο ή ίσο με 0,5 V. .
3) Κύκλωμα συναγερμού. Όταν το πλέγμα κάνει το σήμα εξόδου του ενισχυτή καναλιού να μηδενιστεί λόγω θραύσης του καλωδίου εισόδου, ρύπανσης του πλέγματος ή βλάβης του λαμπτήρα, το σήμα συναγερμού οδηγείται από το κύκλωμα μετάδοσης κίνησης και στη συνέχεια εξέρχεται στο CNC σύστημα από τον σύνδεσμο J2.
4) Κύκλωμα υποδιαίρεσης. Στον έλεγχο θέσης ορισμένων εργαλειομηχανών CNC υψηλής ακρίβειας (όπως οι μύλοι CNC), απαιτείται υψηλή ανάλυση για τη μέτρηση θέσης. Για παράδειγμα, δεν μπορεί να ικανοποιηθεί μόνο η ακρίβεια του χάρακα του πλέγματος. Για το λόγο αυτό, πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένα κύκλωμα υποδιαίρεσης για τη βελτίωση της ανάλυσης. Βαθμολογήστε για να καλύψετε τις ανάγκες των εργαλειομηχανών υψηλής ταχύτητας. Το σήμα εξόδου του βασικού ενισχυτή καναλιού κυκλώματος συνδέεται στο κύκλωμα υποδιαίρεσης μέσω του συνδετήρα J3. Μετά την επεξεργασία από το κύκλωμα υποδιαίρεσης, το σήμα εξόδου των δύο καναλιών με διαφορά φάσης 90° και αναλογία λειτουργίας 1:1 σε έναν κύκλο εξέρχεται μέσω του βύσματος J3. Υποδιαιρέστε το σήμα τετραγωνικού κύματος. Αφού οι δύο αριθμοί θέσης τετραγωνικού κύματος οδηγηθούν από το κύκλωμα μετάδοσης κίνησης στο βασικό κύκλωμα, είναι τα αντίστοιχα σήματα καναλιών Ua1 και Ua2, τα οποία εξάγονται στο σύστημα CMC από τον σύνδεσμο J2.
Επιπλέον, ο σκοπός του κυκλώματος συγχρονισμού είναι να αποκτήσει παλμούς αναφοράς τετραγωνικού κύματος που αντιστοιχούν στις προπορευόμενες και ακραίες ακμές των σημάτων τετραγωνικού κύματος Ua1 και Ua2.
3. Συνήθεις μορφές βλαβών σε συσκευές ανίχνευσης
(1) Μηχανική ταλάντωση (κατά την επιτάχυνση/επιβράδυνση)
1) Ο κωδικοποιητής παλμών δεν λειτουργεί σωστά. Αυτή τη στιγμή, ελέγξτε εάν η τάση του ακροδέκτη της γραμμής ανάδρασης στη μονάδα ταχύτητας πέφτει σε ένα συγκεκριμένο σημείο. Εάν υπάρχει πτώση, σημαίνει ότι ο κωδικοποιητής παλμών είναι ελαττωματικός και ο κωδικοποιητής πρέπει να αντικατασταθεί.
2) Η διασταυρούμενη σύζευξη του κωδικοποιητή παλμών μπορεί να καταστραφεί, με αποτέλεσμα η ταχύτητα του άξονα να μην συγχρονίζεται με την ταχύτητα που ανιχνεύτηκε. Ο σύνδεσμος πρέπει να αντικατασταθεί.
3) Εάν η γεννήτρια στροφόμετρου αποτύχει, το ταχύμετρο πρέπει να επισκευαστεί ή να αντικατασταθεί.
(2) Μηχανικός φυγάς (ταχύτητα). Σε περίπτωση ελέγχου της μονάδας ελέγχου θέσης και της μονάδας ελέγχου ταχύτητας, πρέπει να ελέγχονται τα ακόλουθα σημεία:
1) Ελέγξτε εάν η καλωδίωση του κωδικοποιητή παλμών είναι λάθος, ελέγξτε εάν η καλωδίωση του κωδικοποιητή είναι θετική ανάδραση και εάν η φάση Α και η φάση Β συνδέονται αντίστροφα.
2) Ελέγξτε εάν ο σύνδεσμος του κωδικοποιητή παλμών είναι κατεστραμμένος. Εάν είναι κατεστραμμένο, αντικαταστήστε τον σύνδεσμο.
3) Ελέγξτε εάν ο ακροδέκτης της ταχογεννήτριας είναι συνδεδεμένος αντίστροφα και εάν το καλώδιο σήματος διέγερσης έχει συνδεθεί λανθασμένα.
(3) Ο άξονας δεν μπορεί να προσανατολιστεί ή ο προσανατολισμός δεν είναι στη θέση του. Ελέγξτε τη ρύθμιση και τη ρύθμιση του κυκλώματος ελέγχου προσανατολισμού, ελέγξτε την πλακέτα προσανατολισμού και τη ρύθμιση της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος ελέγχου άξονα. Ταυτόχρονα, ελέγξτε εάν ο ανιχνευτής θέσης (κωδικοποιητής) είναι ελαττωματικός.
(4) Τροφοδοσία δόνησης άξονα συντεταγμένων. Αφού ελέγξετε εάν το πηνίο του κινητήρα είναι βραχυκυκλωμένο, εάν η βίδα μηχανικής τροφοδοσίας είναι καλά συνδεδεμένη με τον κινητήρα και εάν ολόκληρο το σερβο σύστημα είναι σταθερό, ελέγξτε εάν ο κωδικός παλμού είναι καλός, εάν η σύνδεση ζεύξης είναι σταθερή και αξιόπιστη και αν το στροφόμετρο είναι αξιόπιστο.
(5) Ο συναγερμός που προκαλείται από σφάλμα προγράμματος και σφάλμα λειτουργίας σε συναγερμό NC. Για παράδειγμα, το NC αναφέρει 090# και 091# του συστήματος FAUNUC-6ME. Παρουσιάζεται συναγερμός NC, ο οποίος μπορεί να προκληθεί από τη βλάβη του κύριου κυκλώματος και η ταχύτητα τροφοδοσίας είναι πολύ χαμηλή. Ταυτόχρονα, είναι επίσης πιθανό ο κωδικοποιητής παλμών να είναι κακός. η τάση τροφοδοσίας του κωδικοποιητή παλμών είναι πολύ χαμηλή. Αυτή τη στιγμή, ρυθμίστε τα 15 V της τάσης τροφοδοσίας έτσι ώστε η τιμή τάσης στον ακροδέκτη +5V της κύριας πλακέτας κυκλώματος να είναι εντός 4,95 ~ 5,10 V. δεν υπάρχει παλμός εισόδου Το σήμα μιας στροφής του κωδικοποιητή δεν μπορεί να εκτελέσει την επιστροφή του σημείου αναφοράς κανονικά.
(6) Συναγερμός του σερβο συστήματος. Όπως σύστημα συναγερμού FAUNUC-6ME's servo alarm 416#, 426#, 436#, 446#, 456#, SINUMERIK880 system's servo alarm I364#, SINUMERIK8 system's servo alarm 114#, 104#, κ.λπ. Όταν εμφανιστεί ο παραπάνω αριθμός συναγερμού, μπορεί να είναι: το σήμα ανάδρασης του κωδικοποιητή παλμών άξονα έχει σπάσει, βραχυκύκλωμα και απώλεια σήματος, χρησιμοποιήστε έναν παλμογράφο για να μετρήσετε τη φάση Α και τη Β- Φάση μίας περιστροφής σήμα? ο κωδικοποιητής είναι μολυσμένος, πολύ βρώμικος και το σήμα δεν μπορεί να ληφθεί σωστά.
Εν ολίγοις, στην αστοχία του εξοπλισμού CNC, το ποσοστό αστοχίας των εξαρτημάτων ανίχνευσης είναι σχετικά υψηλό. Εφόσον η σωστή χρήση και ενίσχυση της συντήρησης και η εις βάθος ανάλυση των προβλημάτων που προκύπτουν, το ποσοστό αποτυχίας θα μειωθεί και η αστοχία μπορεί να επιλυθεί γρήγορα για να διασφαλιστεί η κανονική λειτουργία του εξοπλισμού.
