Tiếp tục với nội dung của chương trước, chúng tôi sẽ tiếp tục giới thiệu các công nghệ liên quan đến phay CNC ngày hôm nay
Tám. Điều khiển trục servo thức ăn
Thức ăn của bàn công cụ máy (bao gồm cả bàn xoay) được điều khiển bởi một cơ chế servo, hiện đang được điện khí hóa và điều khiển bởi động cơ servo, và hầu hết chúng sử dụng động cơ đồng bộ. Động cơ được kết nối trực tiếp với vít bóng (như trong hình bên dưới), do đó do chuỗi truyền ngắn .
Phần cung cấp nguồn cấp dữ liệu của máy công cụ thuộc hệ thống servo điều khiển vị trí. Như được hiển thị trong hình dưới đây, thiết bị đầu cuối đầu vào nhận được đầu ra xung vị trí từ máy nội suy CNC trong mỗi chu kỳ nội suy. Số lượng xung cho thấy lượng chuyển động của vị trí (thường là xung là 1 μm --- nghĩa là độ phân giải của hệ thống là 1 μm); Tần số của xung (nghĩa là số lượng xung đầu ra trên mỗi đơn vị thời gian) cho biết tốc độ của thức ăn; Biểu tượng của xung biểu thị hướng cấp dữ liệu của trục, thường là xung được gửi trực tiếp đến các cổng đầu vào lệnh của các trục servo khác nhau.
Hình dưới đây chỉ hiển thị một trục nguồn cấp dữ liệu. Máy công cụ thực tế có một số trục, nhưng nguyên tắc điều khiển là như nhau. Khi một số trục nhận được các lệnh nội suy trong cùng một khoảng thời gian nội suy, do các lượng thức ăn khác nhau, tốc độ thức ăn và hướng chuyển động cùng một lúc, chuyển động kết quả là một đường cong và công cụ di chuyển theo đường cong này. Đường viền phôi theo yêu cầu của chương trình có thể được xử lý.
Các yêu cầu cho servo thức ăn không chỉ là các đặc điểm tĩnh, chẳng hạn như: định vị độ chính xác và ổn định khi dừng. Quan trọng hơn, servo thức ăn có độ cứng tốt, phản ứng nhanh, ổn định chuyển động tốt và độ phân giải cao. Theo cách này, các phôi chất lượng cao với bề mặt mịn có thể được xử lý ở tốc độ cao và độ chính xác cao.
1. Loại cấu trúc của hệ thống servo
Hệ thống servo được chia thành các cấu trúc vòng mở và vòng kín.
Mở vòng:
Cái gọi là vòng lặp mở là một hệ thống servo mà không có phản hồi vị trí. Hệ thống điện của cấu trúc này được điều khiển bởi một động cơ bước. Vì không có phản hồi về tốc độ và vị trí, độ chính xác sau đây là kém và khả năng đáp ứng là kém, vì vậy độ chính xác gia công là kém và hiệu quả thấp.
vòng khép kín:
Một vòng kín là một hệ thống servo với phản hồi vị trí của phần tử được kiểm soát. Thành phần của hệ thống bao gồm: yếu tố điều hành ------ động cơ servo (thường được kết nối trực tiếp với vít bóng); bộ điều khiển tốc độ và bộ điều khiển vị trí, bộ điều khiển vị trí nhận được lệnh đầu ra của máy nội suy CNC
2. Động cơ đồng bộ
Hệ thống điện của cấu trúc servo vòng kín hiện đang được điều khiển bởi một động cơ servo AC và hầu hết chúng sử dụng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
Cấu trúc của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu được hiển thị trong hình dưới đây. Rôto là một cực từ làm bằng thép từ tính vĩnh viễn với độ thấm từ cao, với trục động cơ ở giữa, và hai đầu của trục được hỗ trợ bởi vòng bi và cố định trên vỏ. Stato là một dây dẫn từ tính làm bằng các tấm thép silicon. Bề mặt bên trong của dây dẫn từ tính có rãnh răng và các cuộn dây cuộn ba pha với dây được nhúng. Ngoài ra, một bộ mã hóa được cài đặt ở phía sau của trục.
Khi cuộn dây ba pha của stato được cung cấp với dòng điện xoay chiều ba pha, từ trường quay không gian được tạo sẽ thu hút các cực từ trên rôto để xoay đồng bộ. Việc điều khiển tốc độ và nguồn điện của động cơ đồng bộ sử dụng biến tần. Trong các bộ biến tần, các phần tử mạch truyền động thay đổi từ DC sang AC ba pha cần phải đi lại trong thời gian thực theo vị trí của từ trường rôto, rất giống với động cơ DC. Việc đi lại của dòng cuộn dây rôto với vị trí của trường stator. Do đó, để phát hiện vị trí của từ trường rôto của động cơ đồng bộ trong thời gian thực, bộ mã hóa (đĩa mã quang ------ 11 trong hình) được cài đặt trên trục động cơ (phía sau). Nhờ vào đĩa mã quang, bất kể tốc độ của động cơ là nhanh hay chậm, vị trí của từ trường cực từ trên rôto có thể được đo cùng với vòng quay của trục động cơ và giá trị vị trí có thể được gửi Đối với mạch điều khiển để bộ điều khiển có thể di chuyển các thành phần nguồn của biến tần được điều khiển trong thời gian thực và việc di chuyển tự điều khiển của ổ đĩa servo được thực hiện. Do đó, một số người gọi bộ điều khiển ổ đĩa và động cơ của động cơ đồng bộ này là một động cơ đồng bộ tự ủy thác; Ngoài ra, vì các đặc tính điều khiển của nó tương tự như động cơ DC, nó còn được gọi là động cơ DC không có cổ góp.
Động cơ tuyến tính: Để tăng tốc độ chuyển động của máy làm việc, tăng khả năng tăng tốc, đơn giản hóa chuỗi truyền và do đó cải thiện độ chính xác của truyền, một động cơ tuyến tính gần đây đã xuất hiện. Loại động cơ này là một động cơ kết nối trực tiếp, nghĩa là nó được cài đặt trực tiếp trên bảng chuyển động tuyến tính.
3. Cảm biến vị trí và cảm biến tốc độ
Bộ mã hóa quang điện: Bộ mã hóa là một phần tử đo cho chuyển động quay, thường được cài đặt trên trục động cơ hoặc vít bóng, và số lượng vật lý mà nó đo trực tiếp là góc mà động cơ hoặc vít quay. Có hai loại mã hóa: đo lường gia tăng hoặc đo lường tuyệt đối.
Bộ mã hóa tuyến tính: Hiện tại, bộ mã hóa tuyến tính được sử dụng để đo vị trí hoặc độ dịch chuyển của các bộ phận chuyển động tuyến tính. Có thang đo truyền bằng cách sử dụng thang đo thủy tinh và phản xạ bằng cách sử dụng chất nền kim loại. Nguyên tắc làm việc tương tự như bộ mã hóa quang điện. Thước đo cách tử truyền rất dễ cài đặt và được gắn trực tiếp ở bên cạnh bàn làm việc, vì vậy nó được sử dụng thường xuyên hơn.
4. Ổ đĩa servo
Bộ khuếch đại (trình điều khiển) điều khiển hoạt động của động cơ servo đồng bộ là biến tần AC.
FANUC Chia bộ khuếch đại thành hai mô -đun: Mô -đun cung cấp bộ chỉnh lưu (PSM) và Mô -đun biến tần Servo (SVM)
Chín. Điều khiển ổ trục chính
1. Sơ đồ khối điều khiển
Kiểm soát trục chính chủ yếu là điều khiển tốc độ và tốc độ động cơ. Trong chương trình, sử dụng lệnh: s và giá trị năm chữ số để chỉ huy số vòng quay của trục chính.
Ví dụ: S1200; có nghĩa là trục chính được yêu cầu xoay ở mức 1200 vòng / phút. Các lệnh cho xoay chuyển tiếp và đảo ngược là M03 (xoay chuyển tiếp); M04 (Xoay ngược). Để phát hiện tốc độ quay của trục chính, một cảm biến tốc độ được lắp đặt trên trục chính hoặc động cơ trục chính.
2. Cảm biến tốc độ trục chính và cảm biến vị trí
Chỉ kiểm soát tốc độ mà không có vòng phản hồi vị trí. Việc đo tốc độ và phản hồi của động cơ trục chính sử dụng cảm biến từ tính được gắn trên trục động cơ trục chính. Như hình dưới đây. Khi động cơ trục chính quay, cảm biến gửi ra 128, 256, 384 hoặc 512 xung (tùy thuộc vào mô hình của động cơ) trên mỗi vòng quay để đếm số lượng vòng quay của động cơ trục chính. Nếu động cơ và trục chính không được ghép nối 1: 1, bộ mã hóa vị trí phải được cài đặt trên trục chính và số lần quay của trục chính được đo bằng tín hiệu một lượt từ bộ mã hóa. Thông thường loại bộ mã hóa này là quang điện và nó gửi ra 1024 xung mỗi lượt và cũng gửi tín hiệu một lần quay. Bộ mã hóa này có thể được sử dụng để hiện thực hóa xử lý chủ đề và khai thác cứng và định hướng trục chính trong quá trình thay đổi công cụ của các trung tâm gia công
3. Động cơ trục chính
Có hai loại động cơ được sử dụng cho ổ trục chính. Loại: Động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ. Máy không đồng bộ rất dễ sản xuất, có độ tin cậy cao và có hiệu suất hoạt động tốc độ cao tốt, vì vậy Fanuc sử dụng máy không đồng bộ. Máy đồng bộ có hiệu suất tốc độ thấp tốt, khả năng điều khiển tốt, mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp và phạm vi điều chỉnh tốc độ công suất không đổi rất dễ đạt được. Nói chung, động cơ không đồng bộ thường được sử dụng để xử lý các bộ phận bằng nhôm và kim loại nhẹ với tốc độ trục chính cao. Tốc độ trục chính để xử lý các bộ phận gang hoặc thép thấp và một số phương pháp xử lý (như phương pháp trục CS) cũng yêu cầu mô -men xoắn lớn ở tốc độ thấp, do đó, động cơ đồng bộ có xu hướng được sử dụng. Đặc biệt gần đây, để cải thiện độ chính xác gia công, thiết kế cơ học làm cho động cơ truyền động được kết nối trực tiếp với trục chính của công cụ máy Động cơ, thường sử dụng máy đồng bộ. Nếu bạn cần thêm tài liệu học tập, nhóm 373600976 có thể giúp bạn
4. Bộ khuếch đại ổ đĩa trục chính
Điều khiển của động cơ trục chính tương tự như động cơ servo được mô tả ở trên. Nhưng thông thường chỉ có kiểm soát tốc độ, vì vậy không cần một vòng lặp vị trí. Hình dưới đây là sơ đồ khối của trình điều khiển động cơ trục chính FANUC. Chia thành hai mô -đun: PSM và SPM. PSM là một mô -đun cung cấp năng lượng, giống như ổ đĩa servo thức ăn, chuyển đổi nguồn điện AC đầu vào thành nguồn điện DC để cung cấp năng lượng cho biến tần. SPM là phần biến tần, chuyển đổi nguồn DC thành AC ba pha để cung cấp năng lượng cho stato của động cơ.
mười. Kiểm soát các trục bên ngoài
Sử dụng động cơ servo để điều khiển các hành động của thiết bị cơ khí phụ trợ trên hoặc bên ngoài công cụ máy móc, chẳng hạn như: Công cụ thay đổi công cụ, thay đổi máy làm việc, tải/dỡ hàng, máy làm việc hoặc xử lý trống.
Power Mate I là bộ điều khiển chuyển động vị trí, điều khiển chuyển động độc lập của từng trục hoặc chuyển động phối hợp theo thời gian, để một trục di chuyển đến một vị trí nhất định hoặc một khoảng cách nhất định ở một tốc độ nhất định. Tuy nhiên, không có sự phụ thuộc vào vị trí giữa chúng, nghĩa là hệ thống không cần phải có chức năng của bộ nội suy vị trí. Tất nhiên, Power Mate I D của Fanuc có một bộ nội suy liên kết hai trục, có thể được sử dụng theo nhu cầu thực tế.
Dongguan Leda Metal Co.,Limited
