Podczas pomiaru ruchu liniowego obróbki CNC powszechnie stosuje się elementy detekcji liniowej, zwane pomiarem bezpośrednim. Utworzone przez to sterowanie położeniem w pętli zamkniętej nazywa się sterowaniem w pełnej pętli zamkniętej, a jego dokładność pomiaru zależy głównie od dokładności elementów pomiarowych, na którą nie ma wpływu dokładność przekładni obrabiarki. Ze względu na precyzyjną proporcjonalną zależność pomiędzy przemieszczeniem liniowym stołu roboczego obrabiarki a kątem obrotu silnika napędowego, można zastosować metodę pośredniego pomiaru drogi ruchu stołu roboczego poprzez napędzanie silnika detekcyjnego lub kąta obrotu ślimaka. Metoda ta nazywana jest pomiarem pośrednim, a utworzone przez nią sterowanie położeniem w pętli zamkniętej nazywa się sterowaniem w pętli półzamkniętej.
Dokładność pomiaru zależy od precyzji elementów wykrywających i łańcucha przenoszenia posuwu obrabiarki. Dokładność obróbki CNC w obrabiarkach CNC z zamkniętą pętlą jest w dużej mierze zdeterminowana dokładnością urządzeń wykrywających położenie. Obrabiarki CNC mają bardzo rygorystyczne wymagania dotyczące elementów wykrywających położenie, a ich rozdzielczość wynosi zwykle od 0,001 do 0,01 mm lub mniej.
1. Wymagania dotyczące urządzenia do pomiaru położenia w układzie serwa posuwu
Układ serwo posuwu stawia wysokie wymagania urządzeniom do pomiaru położenia:
1) Mniejszy wpływ temperatury i wilgotności, niezawodne działanie, dobre zachowanie dokładności i silna zdolność przeciwzakłóceniowa.
2) Może spełniać wymagania dotyczące dokładności, szybkości i zakresu pomiarowego.
3) Łatwy w obsłudze i konserwacji, odpowiedni do środowiska pracy obrabiarek.
4) Niski koszt.
5) Łatwy do osiągnięcia szybki pomiar dynamiczny i przetwarzanie oraz łatwy do zautomatyzowania.
Urządzenia do wykrywania położenia można podzielić na różne typy w zależności od różnych metod klasyfikacji. Obróbkę CNC można podzielić na typy cyfrowe i analogowe w zależności od postaci sygnałów wyjściowych; Ze względu na rodzaj punktu bazowego pomiaru można go podzielić na przyrostowy i bezwzględny; Zgodnie z formą ruchu elementu pomiaru położenia, można go podzielić na obrotowy i liniowy.
2. Diagnozowanie i usuwanie usterek urządzeń detekcyjnych
Prawdopodobieństwo wykrycia awarii komponentów jest stosunkowo wysokie w porównaniu z urządzeniami CNC, co często skutkuje uszkodzeniem kabla, zanieczyszczeniem komponentów i deformacją kolizyjną. Jeśli istnieje podejrzenie nieprawidłowego działania elementu wykrywającego, pierwszym krokiem jest sprawdzenie, czy kable bezprzewodowe nie są uszkodzone, zanieczyszczone, zdeformowane itp. Jakość elementu wykrywającego można również określić poprzez pomiar jego sygnału wyjściowego, co wymaga znajomości zasady działania i sygnałów wyjściowych elementów wykrywających obróbkę CNC. Dla wyjaśnienia na przykładzie systemu SIEMENS.
(1) Sygnał wyjściowy. Relacja połączenia pomiędzy modułem kontroli położenia systemu CNC SIEMENS a urządzeniem do wykrywania położenia.
Istnieją dwie formy sygnałów wyjściowych dla przyrostowych obrotowych urządzeń pomiarowych lub urządzeń liniowych: pierwsza to sygnał sinusoidalny napięcia lub prądu, gdzie EXE jest interpolatorem kształtującym impulsy; Drugi typ to sygnał o poziomie TTL. Biorąc za przykład linijkę siatki wyjściowej prądu sinusoidalnego firmy HEIDENHA1N, siatka składa się z linijki siatki, interpolatora kształtowania impulsów (EXE), kabla i złączy.
Podczas procesu obróbki CNC obrabiarka wysyła trzy zestawy sygnałów z modułu skanującego: dwa zestawy sygnałów przyrostowych są generowane przez cztery ogniwa fotowoltaiczne. Kiedy dwa ogniwa fotowoltaiczne o różnicy faz wynoszącej 180° są ze sobą połączone, ich ruch przeciwsobny tworzy dwa zestawy w przybliżeniu fal sinusoidalnych, Ie1 i Ie2, o różnicy faz wynoszącej 90° i amplitudzie około 11 μA. Zestaw sygnałów odniesienia jest również połączony w formie przeciwsobnej przez dwa ogniwa fotowoltaiczne o różnicy faz wynoszącej 180°, a na wyjściu jest sygnał szczytowy Ie0 o składowej efektywnej około 5,5 μA. Sygnał ten jest generowany tylko przy przejściu przez znacznik referencyjny. Tak zwany znak referencyjny odnosi się do magnesu zamontowanego na zewnętrznej powłoce linijki siatki oraz kontaktronu zainstalowanego na jednostce skanującej. Po zbliżeniu się do magnesu kontaktron zostaje włączony i można wyprowadzić sygnał odniesienia.
