Elemen pengesanan kedudukan terdiri daripada elemen pengesanan (sensor) dan peranti pemprosesan isyarat, dan merupakan bahagian penting dalam sistem servo gelung tertutup mesin pelarik cnc mendatar. Fungsinya adalah untuk mengesan nilai sebenar kedudukan dan kelajuan meja kerja, dan menghantar isyarat maklum balas kepada peranti kawalan berangka atau peranti servo, dengan itu membentuk kawalan gelung tertutup. Elemen pengesanan umumnya menggunakan prinsip cahaya atau kemagnetan untuk melengkapkan pengesanan kedudukan atau kelajuan.
Elemen pengesanan kedudukan dibahagikan kepada elemen ukuran langsung dan elemen ukuran tidak langsung mengikut kaedah pengesanan. Elemen pengesanan linear biasanya digunakan apabila mengukur pergerakan linear alat mesin, yang dipanggil pengukuran langsung, dan kawalan gelung tertutup kedudukan yang terbentuk dipanggil kawalan gelung tertutup penuh. Ketepatan pengukuran terutamanya bergantung pada ketepatan elemen pengukur dan tidak dipengaruhi oleh ketepatan penghantaran alat mesin. Memandangkan anjakan linear meja alat mesin mempunyai hubungan berkadar yang tepat dengan sudut putaran motor pemacu, kaedah memandu dan mengesan sudut putaran motor atau skru boleh digunakan untuk mengukur jarak pergerakan meja secara tidak langsung. Kaedah ini dipanggil pengukuran tidak langsung. Kawalan gelung tertutup kedudukan dipanggil kawalan gelung separuh tertutup. Ketepatan pengukuran bergantung pada ketepatan elemen pengesanan dan rantai pemacu suapan alat mesin. Ketepatan pemesinan alat mesin CNC gelung tertutup sebahagian besarnya ditentukan oleh ketepatan peranti pengesan kedudukan. Alat mesin CNC mempunyai keperluan yang sangat ketat untuk elemen pengesanan kedudukan, dan resolusinya biasanya antara 0.001 dan 0.01 mm atau kurang.
1. Keperluan sistem servo suapan untuk peranti pengukur kedudukan
Sistem servo suapan mempunyai keperluan yang tinggi untuk peranti pengukur kedudukan:
1) Pengaruh sedikit suhu dan kelembapan, operasi yang boleh dipercayai, pengekalan ketepatan yang baik, dan keupayaan anti-gangguan yang kuat.
2) Ia boleh memenuhi keperluan ketepatan, kelajuan dan julat ukuran.
3) Mudah digunakan dan diselenggara, menyesuaikan diri dengan persekitaran kerja alat mesin.
4) Kos rendah.
5) Mudah untuk merealisasikan pengukuran dan pemprosesan dinamik berkelajuan tinggi, dan mudah untuk merealisasikan automasi.
Peranti pengesanan kedudukan boleh dibahagikan kepada kategori yang berbeza mengikut kaedah pengelasan yang berbeza. Mengikut bentuk isyarat keluaran, ia boleh dikelaskan kepada digital dan analog; mengikut jenis titik asas pengukuran, ia boleh dikelaskan sebagai tambahan; mengikut bentuk pergerakan elemen pengukur kedudukan, ia boleh dikelaskan kepada berputar dan linear.
2. Diagnosis dan penghapusan kerosakan pada peranti pengesanan
Berbanding dengan peranti kawalan berangka, kebarangkalian kegagalan elemen pengesanan adalah agak tinggi, dan fenomena kerosakan kabel, pencemaran elemen, dan ubah bentuk perlanggaran sering berlaku. Jika ia disyaki sebagai kesalahan elemen pengesanan, periksa dahulu sama ada terdapat kerosakan kabel, kekotoran, ubah bentuk, dsb., dan anda juga boleh menentukan kualiti elemen pengesanan dengan mengukur outputnya, yang memerlukan kecekapan dalam kerja. prinsip dan isyarat keluaran elemen pengesanan . Berikut mengambil sistem SIEMENS sebagai contoh untuk penerangan.
(1) Masukkan isyarat. Hubungan sambungan antara modul kawalan kedudukan sistem CNC SIEMENS dan peranti pengesan kedudukan.
Isyarat keluaran peranti pengukur putar tambahan atau peranti linear mempunyai dua bentuk: di ialah isyarat sinusoidal voltan atau arus, dan EXE ialah interpolator membentuk nadi; di ialah isyarat tahap TTL. Ambil pembaris parut keluaran arus sinusoidal HEIDENHA1N' sebagai contoh. Kisi itu terdiri daripada pembaris parut, interpolator pembentuk nadi (EXE), kabel dan penyambung.
Semasa pergerakan alat mesin, tiga set isyarat dikeluarkan daripada unit pengimbasan: dua set isyarat tambahan dijana oleh empat fotosel, dan dua fotosel dengan perbezaan fasa 180° disambungkan bersama, dan tolak-tariknya membentuk perbezaan fasa 90° dan amplitud. Dua set Ie1 dan Ie2 dengan nilai kira-kira 11μA adalah serupa dengan gelombang sinus. Satu set isyarat rujukan juga disambungkan dalam bentuk tolak-tarik oleh dua fotosel dengan perbezaan 180°. Keluaran ialah isyarat pancang Ie0 dengan komponen berkesan kira-kira 5.5μA. Isyarat hanya dihasilkan apabila ia melepasi tanda rujukan. Tanda rujukan yang dipanggil ialah magnet dipasang pada perumah pembaris parut, dan suis buluh dipasang pada unit pengimbasan. Apabila suis buluh dekat dengan magnet, isyarat rujukan boleh dikeluarkan.
Dua set isyarat tambahan Ie1 dan Ie2 memasuki EXE melalui kabel penghantaran dan penyambung, dan selepas penguatan dan pembentukan, dua isyarat gelombang persegi Ua1 dan Ua2 dengan perbezaan fasa 90° dan isyarat rujukan Ua0 dikeluarkan. Isyarat ini digabungkan dan diproses dengan betul. Iaitu, lima denyutan boleh dijana dalam satu kitaran isyarat, iaitu, 5 kali frekuensi diproses, dan dihantar ke modul kawalan kedudukan CNC melalui penyambung.
(2) Pemprosesan isyarat EXE. Fungsi interpolator pembentuk nadi (EXE) adalah untuk menguatkan, membentuk semula, mendarab frekuensi dan membimbangkan output isyarat tambahan oleh pembaris parut atau pengekod, dan mengeluarkannya ke CNC untuk kawalan kedudukan. EXE terdiri daripada litar asas dan litar pembahagian.
Papan litar bercetak litar asas mengandungi penguat saluran, litar membentuk, pemacu dan litar penggera, dsb. Litar pembahagian dibuat menjadi papan litar sebagai fungsi pilihan, dan kedua-dua papan disambungkan melalui penyambung J3.
1) Penguat saluran. Apabila parut mengesan dan menjana isyarat arus gelombang sinus Ie1, Ie2 dan Ie0, melalui penguat saluran, amplitud tertentu voltan arus sinus dikeluarkan.
2) Membentuk litar. Berdasarkan amplifikasi Ie1, Ie2 dan Ie0, litar pembentuk menukarnya kepada tiga isyarat gelombang segi empat sama Ua1, Ua2 dan Ua0. Tahap tinggi TTL adalah lebih besar daripada atau sama dengan 2.5V, dan tahap rendah adalah kurang daripada atau sama dengan 0.5V. .
3) Litar penggera. Apabila jeriji menyebabkan isyarat keluaran penguat saluran menjadi sifar disebabkan oleh putusnya kabel input, pencemaran jeriji atau kerosakan mentol, isyarat penggera didorong oleh litar pemacu dan kemudian output ke CNC sistem oleh penyambung J2.
4) Litar pembahagian. Dalam kawalan kedudukan beberapa alatan mesin CNC berketepatan tinggi (seperti pengisar CNC), resolusi tinggi diperlukan untuk pengukuran kedudukan. Sebagai contoh, ketepatan pembaris parut sahaja tidak dapat dipenuhi. Atas sebab ini, litar pembahagian mesti digunakan untuk menambah baik resolusi. Kadar untuk memenuhi keperluan alatan mesin berkelajuan tinggi. Isyarat keluaran penguat saluran litar asas disambungkan ke litar pecah bahagi melalui penyambung J3. Selepas diproses oleh litar pecah bahagi, isyarat keluaran kedua-dua saluran dengan perbezaan fasa 90° dan nisbah tugas 1:1 dalam satu kitaran dikeluarkan melalui penyambung J3. Bahagikan isyarat gelombang persegi. Selepas dua nombor kedudukan gelombang persegi didorong oleh litar pemacu dalam litar asas, ia adalah isyarat saluran Ua1 dan Ua2 yang sepadan, yang dikeluarkan kepada sistem CMC oleh penyambung J2.
Di samping itu, tujuan litar penyegerakan adalah untuk mendapatkan denyut rujukan gelombang persegi sepadan dengan tepi hadapan dan belakang isyarat gelombang persegi Ua1 dan Ua2.
3. Bentuk kerosakan biasa dalam peranti pengesanan
(1) Ayunan mekanikal (semasa pecutan/penyahpecutan)
1) Pengekod nadi tidak berfungsi. Pada masa ini, semak sama ada voltan terminal talian maklum balas pada unit kelajuan jatuh pada titik tertentu. Jika terdapat penurunan, ia menunjukkan bahawa pengekod nadi rosak, dan pengekod perlu diganti.
2) Gandingan silang pengekod nadi mungkin rosak, menyebabkan kelajuan aci tidak selari dengan kelajuan yang dikesan. Gandingan harus diganti.
3) Jika penjana tachometer gagal, tachometer perlu dibaiki atau diganti.
(2) Larian mekanikal (meluncur laju). Dalam hal memeriksa unit kawalan kedudukan dan unit kawalan kelajuan, perkara berikut perlu diperiksa:
1) Semak sama ada pendawaian pengekod nadi adalah salah, semak sama ada pendawaian pengekod adalah maklum balas positif, dan sama ada fasa A dan fasa B disambung secara terbalik.
2) Periksa sama ada gandingan pengekod nadi rosak. Jika ia rosak, gantikan gandingan.
3) Periksa sama ada terminal tachogenerator disambung secara terbalik dan sama ada wayar isyarat pengujaan disambungkan dengan tidak betul.
(3) Spindle tidak boleh diorientasikan atau orientasi tidak di tempatnya. Semak tetapan dan pelarasan litar kawalan orientasi, semak papan orientasi, dan pelarasan papan litar bercetak kawalan gelendong. Pada masa yang sama, semak sama ada pengesan kedudukan (pengekod) rosak.
(4) Selaraskan suapan getaran paksi. Selepas memeriksa sama ada gegelung motor berlitar pintas, sama ada skru suapan mekanikal disambungkan dengan baik ke motor, dan sama ada keseluruhan sistem servo stabil, periksa sama ada kod nadi adalah baik, sama ada sambungan gandingan stabil dan boleh dipercayai, dan sama ada takometer boleh dipercayai.
(5) Penggera yang disebabkan oleh ralat program dan ralat operasi dalam penggera NC. Sebagai contoh, NC melaporkan 090# dan 091# sistem FAUNUC-6ME. Penggera NC berlaku, yang mungkin disebabkan oleh kegagalan litar utama dan kelajuan suapan terlalu rendah. Pada masa yang sama, mungkin juga pengekod nadi adalah buruk; voltan bekalan kuasa pengekod nadi terlalu rendah. Pada masa ini, laraskan 15V voltan bekalan kuasa supaya nilai voltan pada terminal +5V papan litar utama berada dalam lingkungan 4.95～5.10V; tiada nadi input Isyarat satu pusingan pengekod tidak dapat melakukan pengembalian titik rujukan secara normal.
(6) Penggera sistem servo. Seperti sistem FAUNUC-6ME' penggera servo 416#, 426#, 436#, 446#, 456#, sistem SINUMERIK880's penggera servo I364#, sistem SINUMERIK8' penggera servo 114#, 104#, dsb. Apabila nombor penggera di atas muncul, ia mungkin: isyarat maklum balas pengekod nadi paksi rosak, kehilangan litar pintas dan isyarat, gunakan osiloskop untuk mengukur fasa A dan B- isyarat fasa satu revolusi; pengekod tercemar, terlalu kotor, dan isyarat tidak dapat diterima dengan betul .
Ringkasnya, dalam kegagalan peralatan CNC, kadar kegagalan komponen pengesanan adalah agak tinggi. Selagi penggunaan yang betul dan pengukuhan penyelenggaraan, dan analisis mendalam tentang masalah yang berlaku, kadar kegagalan akan dikurangkan, dan kegagalan dapat diselesaikan dengan cepat untuk memastikan operasi normal peralatan.
