Quando si misura il movimento lineare della lavorazione CNC, vengono generalmente utilizzati elementi di rilevamento lineare, noti come misurazione diretta. Il controllo di posizione così formato è chiamato controllo completo e la sua precisione di misurazione dipende principalmente dalla precisione degli elementi di misurazione, che non è influenzata dalla precisione di trasmissione della macchina utensile. A causa della precisa relazione proporzionale tra lo spostamento lineare del piano di lavoro della macchina utensile e l'angolo di rotazione del motore di azionamento, è possibile utilizzare il metodo di misurazione indiretta della distanza di movimento del piano di lavoro azionando il motore di rilevamento o l'angolo di rotazione della vite. Questo metodo è chiamato misurazione indiretta e il controllo di posizione ad anello chiuso da esso formato è chiamato controllo ad anello semichiuso.
La precisione della misurazione dipende dalla precisione dei componenti di rilevamento e dalla catena di trasmissione dell'avanzamento della macchina utensile. La precisione della lavorazione CNC delle macchine utensili CNC a circuito chiuso è in gran parte determinata dalla precisione dei dispositivi di rilevamento della posizione. Le macchine utensili CNC hanno requisiti molto severi per i componenti di rilevamento della posizione e la loro risoluzione è solitamente compresa tra 0,001 e 0,01 mm o meno.
1. Requisiti per il dispositivo di misurazione della posizione nel servosistema di alimentazione
Il servosistema di avanzamento ha requisiti elevati per i dispositivi di misurazione della posizione:
1) Meno influenzato da temperatura e umidità, funzionamento affidabile, buona ritenzione della precisione e forte capacità anti-interferenza.
2) Può soddisfare i requisiti di precisione, velocità e campo di misurazione.
3) Di facile utilizzo e manutenzione, adatto all'ambiente di lavoro delle macchine utensili.
4) Basso costo.
5) Misurazione ed elaborazione dinamica ad alta velocità facili da ottenere e facili da automatizzare.
I dispositivi di rilevamento della posizione possono essere classificati in diversi tipi in base a diversi metodi di classificazione. La lavorazione CNC può essere classificata in tipi digitali e analogici in base alla forma dei segnali di uscita; In base alla tipologia del punto base di misura si può classificare in incrementale ed assoluto; In base alla forma del movimento dell'elemento di misurazione della posizione, questo può essere classificato in tipo rotatorio e tipo lineare.
2. Diagnosi ed eliminazione dei guasti nei dispositivi di rilevamento
La probabilità di rilevare guasti ai componenti è relativamente elevata rispetto ai dispositivi CNC e spesso provoca danni ai cavi, incrostazioni dei componenti e deformazione da collisione. Se si sospetta un malfunzionamento nel componente di rilevamento, il primo passo è verificare la presenza di cavi wireless rotti, contaminati, deformati, ecc. La qualità del componente di rilevamento può essere determinata anche misurando il suo output, che richiede competenza nel principio di funzionamento e nei segnali di uscita dei componenti di rilevamento della lavorazione CNC. Prendendo il sistema SIEMENS come esempio per la spiegazione.
(1) Segnale di uscita. La relazione di connessione tra il modulo di controllo della posizione del sistema CNC SIEMENS e il dispositivo di rilevamento della posizione.
Esistono due forme di segnali di uscita per dispositivi di misura rotanti incrementali o dispositivi lineari: il primo è un segnale sinusoidale di tensione o corrente, dove EXE è un interpolatore di formazione di impulsi; Il secondo tipo è il segnale di livello TTL. Prendendo come esempio il righello del reticolo di uscita della corrente sinusoidale dell'azienda HEIDENHA1N, il reticolo è composto da righello, interpolatore di modellazione degli impulsi (EXE), cavo e connettori.
Durante il processo di lavorazione CNC, la macchina utensile emette tre serie di segnali dall'unità di scansione: due serie di segnali incrementali sono generate da quattro celle fotovoltaiche. Quando due celle fotovoltaiche con una differenza di fase di 180° sono collegate insieme, il loro movimento push-pull forma due serie di onde approssimativamente sinusoidali, Ie1 e Ie2, con una differenza di fase di 90° e un'ampiezza di circa 11 μ A. Anche una serie di segnali di riferimento è collegata in forma push-pull da due celle fotovoltaiche con una differenza di fase di 180° e l'uscita è un segnale di picco Ie0 con una componente effettiva di circa 5,5 μ. R. Questo segnale viene generato solo quando si passa attraverso la tacca di riferimento. Il cosiddetto segno di riferimento si riferisce ad un magnete installato sul guscio esterno del righello del reticolo e ad un interruttore reed installato sull'unità di scansione. Quando ci si avvicina al magnete, l'interruttore reed si accende ed è possibile emettere il segnale di riferimento.
