Poursuivant avec le contenu du chapitre précédent, nous continuerons à introduire les technologies liées au fraisage CNC aujourd'hui
Huit. Contrôle des axes de servo
L'alimentation de la table des machines-outils (y compris la platine) est entraînée par un mécanisme de servomoteur, qui est actuellement électrifié et entraîné par un servomoteur, et la plupart d'entre eux utilisent un moteur synchrone. Le moteur est directement connecté à la vis à billes (comme indiqué sur la figure ci-dessous), de sorte qu'en raison de la chaîne de transmission courte, la perte de mouvement (mouvement perdu) est petite, et la réponse est rapide, donc une précision élevée peut être obtenue .
Le service d'alimentation de la machine-outil appartient au système de servomoteur de contrôle de position. Comme le montre la figure ci-dessous, la borne d'entrée reçoit la sortie en série de l'impulsion de position de l'interpolateur CNC dans chaque cycle d'interpolation. Le nombre d'impulsions indique la quantité de mouvement de la position (généralement une impulsion est de 1 μm - c'est-à-dire que la résolution du système est de 1 μm); La fréquence de l'impulsion (c'est-à-dire le nombre de sorties d'impulsions par unité de temps) indique la vitesse d'alimentation; Le symbole de l'impulsion indique la direction d'alimentation de l'axe, généralement l'impulsion est directement envoyée aux ports d'entrée de commande de différents axes de servo.
La figure ci-dessous ne montre qu'un seul axe d'alimentation. La machine-outil réelle a plusieurs axes, mais le principe de contrôle est le même. Lorsque plusieurs axes reçoivent des commandes d'interpolation dans la même période d'interpolation, en raison des différentes quantités d'alimentation, des vitesses d'alimentation et des instructions de mouvement en même temps, le mouvement résultant est une courbe et l'outil se déplace selon cette courbe. Le contour de la pièce requis par le programme peut être traité.
Les exigences pour le servo d'alimentation ne sont pas seulement des caractéristiques statiques, telles que: la précision de positionnement et la stabilité lors de l'arrêt. Plus important encore, le servo d'alimentation a une bonne rigidité, une réponse rapide, une bonne stabilité de mouvement et une haute résolution. De cette façon, les pièces de haute qualité avec des surfaces lisses peuvent être traitées à grande vitesse et à haute précision.
1. Le type de structure du système de servo
Le système servomoteur est divisé en structures en boucle ouverte et en boucle fermée.
boucle ouverte:
La soi-disant boucle ouverte est un système de servo sans rétroaction de position. Le système électrique de cette structure est entraîné par un moteur pas à pas. Puisqu'il n'y a pas de rétroaction de vitesse et de position, la précision suivante est mauvaise et la réactivité est mauvaise, donc la précision d'usinage est mauvaise et l'efficacité est faible.
boucle fermée:
Une boucle fermée est un système de servo avec un retour de position de l'élément contrôlé. La composition du système comprend: élément exécutif ------ servomoteur (généralement directement connecté à la vis à billes); Contrôleur de vitesse et contrôleur de position, le contrôleur de position reçoit la commande de sortie de l'interpolateur CNC
2. Moteur synchrone
Le système électrique de la structure servo-boucle fermée est actuellement entraîné par un servomoteur AC, et la plupart d'entre eux utilisent un moteur synchrone aimant permanent.
La structure du moteur synchrone de l'aimant permanent est illustrée à la figure ci-dessous. Le rotor est un poteau magnétique en acier magnétique permanent avec une perméabilité magnétique élevée, avec un arbre de moteur au milieu, et les deux extrémités de l'arbre sont soutenues par des roulements et fixées sur le boîtier. Le stator est un conducteur magnétique en feuilles d'acier en silicium. La surface intérieure du conducteur magnétique a des rainures dentaires et les bobines d'enroulement triphasées enroulées avec des fils sont intégrées. De plus, un encodeur est installé à l'arrière de l'arbre.
Lorsque l'enroulement triphasé du stator est fourni avec un courant alternatif triphasé, le champ magnétique rotatif d'espace généré attirera les pôles magnétiques du rotor pour tourner de manière synchrone. Le contrôle de vitesse et l'alimentation électrique de moteurs synchrones utilisent des onduleurs. Dans les onduleurs, les éléments du circuit de puissance qui passent de DC à la CA triphasée doivent le communiquer en temps réel en fonction de la position du champ magnétique du rotor, qui est très similaire à celui des moteurs à courant continu. La commutation du courant d'enroulement du rotor avec la position du champ du stator. Par conséquent, afin de détecter la position du champ magnétique du rotor du moteur synchrone en temps réel, un encodeur (disque de code optique ------ 11 sur la figure) est installé sur l'arbre du moteur (arrière arrière). Grâce au disque de code optique, peu importe que la vitesse du moteur soit rapide ou lente, la position du champ magnétique du poteau magnétique sur le rotor peut être mesurée avec la rotation de l'arbre du moteur, et la valeur de position peut être envoyée au circuit de contrôle afin que le contrôleur puisse la commutation des composants de puissance de l'onduleur est contrôlé en temps réel, et la commutation auto-contrôlée du service servo est réalisée. Par conséquent, certaines personnes appellent le contrôleur de conduite et le moteur de ce moteur synchrone un moteur synchrone auto-annonçant; De plus, comme ses caractéristiques de contrôle sont similaires à un moteur à courant continu, il est également appelé moteur à courant continu sans commutateur.
Moteur linéaire: Afin d'augmenter la vitesse de mouvement de la table de travail, d'augmenter l'accélération, de simplifier la chaîne de transmission et ainsi d'améliorer la précision de transmission, un moteur linéaire est récemment apparu. Ce type de moteur est un moteur connecté direct, c'est-à-dire qu'il est directement installé sur la table de mouvement linéaire.
3. Capteur de position et capteur de vitesse
Encodeur photoélectrique: Le codeur est un élément de mesure pour le mouvement rotatif, généralement installé sur l'arbre du moteur ou la vis à billes, et la quantité physique qu'il mesure directement est l'angle auquel le moteur ou la vis tourne. Il existe deux types d'encodeurs: la mesure incrémentielle ou la mesure absolue.
Encodeurs linéaires: Actuellement, les encodeurs linéaires sont utilisés pour mesurer la position ou le déplacement des pièces mobiles linéaires. Il existe des échelles de transmission utilisant des échelles de verre et de réflexion à l'aide de substrats métalliques. Le principe de travail est similaire à celui d'un encodeur photoélectrique. La règle de réseau transmissive est facile à installer et est directement montée sur le côté de l'ouvrier, il est donc utilisé plus souvent.
4. SERVO DRIVE
L'amplificateur (conducteur) qui contrôle le fonctionnement du servomoteur synchrone est un onduleur AC.
FanUC divise l'amplificateur en deux modules: module d'alimentation du redresseur (PSM) et module de servomoteur (SVM)
Neuf. Contrôle de l'entraînement de la broche
1. Diagramme de bloc de contrôle
Le contrôle de la broche est principalement le contrôle de la vitesse et de la vitesse du moteur. Dans le programme, utilisez la commande: S et la valeur à cinq chiffres pour commander le numéro de rotation de la broche.
Par exemple: S1200; signifie que la broche est nécessaire pour tourner à 1200 tr / min. Les commandes de rotation avant et inverse sont M03 (rotation avant); M04 (rotation inversée). Afin de détecter la vitesse de rotation de la broche, un capteur de vitesse est installé sur la broche ou le moteur de la broche.
2. Capteur de vitesse de broche et capteur de position
Uniquement le contrôle de vitesse sans boucle de rétroaction de position. La mesure de la vitesse et la rétroaction du moteur de la broche utilisent un capteur magnétique monté sur l'arbre du moteur de broche. Comme indiqué ci-dessous. Au fur et à mesure que le moteur de la broche tourne, le capteur envoie 128, 256, 384 ou 512 impulsions (selon le modèle du moteur) par révolution pour compter le nombre de révolutions du moteur de broche. Si le moteur et l'arbre principal ne sont pas couplés 1: 1, un codeur de position doit être installé sur l'arbre principal et le nombre de rotations de l'arbre principal est mesuré avec un signal à un tour du codeur. Habituellement, ce type d'encodeur est photoélectrique, et il envoie 1024 impulsions par tour, et envoie également un signal à un tour. Ce codeur peut être utilisé pour réaliser le traitement du thread et le taraudage rigide et l'orientation de la broche pendant le changement d'outil des centres d'usinage
3. Motor de broche
Il existe deux types de moteurs utilisés pour le lecteur de broche. Type: moteur asynchrone et moteur synchrone. La machine asynchrone est facile à fabriquer, a une forte fiabilité et a de bonnes performances de fonctionnement à grande vitesse, donc FanUC utilise une machine asynchrone. La machine synchrone a de bonnes performances à basse vitesse, une bonne contrôlabilité, un couple élevé à basse vitesse et une large gamme de régulation constante de vitesse de puissance est facile à réaliser. Généralement, les moteurs asynchrones sont généralement utilisés pour le traitement des pièces en aluminium et en métal léger avec une vitesse de broche élevée. La vitesse de broche pour le traitement des pièces en fonte ou en acier est faible, et certaines méthodes de traitement (telles que la méthode de l'axe CS) nécessitent également un gros couple à basse vitesse, donc les moteurs synchrones ont tendance à être utilisés. Surtout récemment, afin d'améliorer la précision d'usinage, la conception mécanique rend le moteur d'entraînement directement connecté à l'arbre principal de la machine-outil, de sorte que le développement de la machine synchrone comme entraînement de l'arbre principal, en particulier la tige principale intégrée Le moteur utilise souvent la machine synchrone. Si vous avez besoin de plus de matériel d'apprentissage, le groupe 373600976 peut vous aider
4. Amplificateur d'entraînement du moteur de broche
Le contrôle du moteur de la broche est similaire au servomoteur décrit ci-dessus. Mais généralement, il n'y a que le contrôle de la vitesse, il n'y a donc pas besoin d'une boucle de position. La figure ci-dessous est un schéma de bloc du conducteur du moteur de broche Fanuc. Divisé en deux modules: PSM et SPM. Le PSM est un module d'alimentation, qui, comme le service d'alimentation, convertit l'alimentation en courant alternatif en une alimentation CC pour alimenter l'onduleur. Le SPM est la partie onduleur, qui convertit la puissance CC en AC triphasé pour fournir une puissance au stator du moteur.
dix. Contrôle des axes externes
Utilisez les servomoteurs pour contrôler les actions de l'équipement mécanique auxiliaire sur ou à l'extérieur de la machine-outil, tels que: Modification des manipulateurs de l'outil, modification de la table de travail, chargement / déchargement, pièce ou manipulation vide.
Power Mate I est un contrôleur de mouvement de position, qui contrôle le mouvement indépendant de chaque axe ou un mouvement coordonné dans le temps, de sorte qu'un axe se déplace vers une certaine position ou une certaine distance à une certaine vitesse. Cependant, il n'y a pas de dépendance positionnelle entre eux, c'est-à-dire que le système n'a pas besoin d'avoir la fonction d'un interpolateur de position. Bien sûr, Power Mate I D de Fanuc a un interpolateur de liaison à deux axes, qui peut être utilisé en fonction des besoins réels.
Dongguan Leda Metal Co.,Limited
