Continuando con el contenido del capítulo anterior, continuaremos introduciendo tecnologías de fresado CNC hoy
Ocho. Control de eje del servomotor de alimentación
La alimentación de la tabla de máquinas herramienta (incluido el plato giratorio) es impulsada por un servo mecanismo, que actualmente está electrificado y conducido por un servomotor, y la mayoría de ellos usan un motor sincrónico. El motor está directamente conectado al tornillo de bola (como se muestra en la figura a continuación), de modo que debido a la cadena de transmisión corta, la pérdida de movimiento (movimiento perdido) es pequeña, y la respuesta es rápida, por lo que se puede obtener alta precisión .
El servo de alimentación de la máquina herramienta pertenece al sistema de servicio de control de posición. Como se muestra en la figura a continuación, el terminal de entrada recibe el pulso de posición que sale en serie del interpolador CNC en cada ciclo de interpolación. El número de pulsos indica la cantidad de movimiento de la posición (generalmente un pulso es 1 μm --- es decir, la resolución del sistema es de 1 μm); La frecuencia del pulso (es decir, el número de pulsos de salida por unidad de tiempo) indica la velocidad de alimentación; El símbolo del pulso indica la dirección de alimentación del eje, generalmente el pulso se envía directamente a los puertos de entrada de comando de diferentes ejes de servo.
La siguiente figura solo muestra un eje de alimentación. La máquina herramienta real tiene varios ejes, pero el principio de control es el mismo. Cuando varios ejes reciben comandos de interpolación en el mismo período de interpolación, debido a las diferentes cantidades de alimentación, velocidades de alimentación y direcciones de movimiento al mismo tiempo, el movimiento resultante es una curva y la herramienta se mueve de acuerdo con esta curva. Se puede procesar el contorno de la pieza de trabajo requerido por el programa.
Los requisitos para Feed Servo no son solo características estáticas, como: precisión de posicionamiento y estabilidad al detenerse. Más importante aún, el servo de alimentación tiene buena rigidez, respuesta rápida, buena estabilidad del movimiento y alta resolución. De esta manera, las piezas de trabajo de alta calidad con superficies lisas se pueden procesar a alta velocidad y alta precisión.
1. El tipo de estructura del servo sistema
El servo sistema se divide en estructuras de circuito abierto y de circuito cerrado.
Open Loop:
El llamado bucle abierto es un sistema servo sin retroalimentación de posición. El sistema eléctrico de esta estructura es impulsado por un motor paso a paso. Dado que no hay retroalimentación de velocidad y posición, la siguiente precisión es pobre y la capacidad de respuesta es pobre, por lo que la precisión del mecanizado es pobre y la eficiencia es baja.
bucle cerrado:
Un circuito cerrado es un servo sistema con retroalimentación de posición del elemento controlado. La composición del sistema incluye: Elemento ejecutivo ------ Servo Motor (generalmente conectado directamente con el tornillo de bola); Controlador de velocidad y controlador de posición, el controlador de posición recibe el comando de salida del interpolador CNC
2. Motor sincrónico
El sistema eléctrico de la estructura de servo de circuito cerrado está actualmente impulsado por un servomotor de aire acondicionado, y la mayoría de ellos usan un motor sincrónico de imán permanente.
La estructura del motor sincrónico del imán permanente se muestra en la figura a continuación. El rotor es un polo magnético hecho de acero magnético permanente con alta permeabilidad magnética, con un eje del motor en el medio, y los dos extremos del eje están soportados por rodamientos y fijados en la carcasa. El estator es un conductor magnético hecho de láminas de acero de silicio. La superficie interna del conductor magnético tiene ranuras de dientes, y las bobinas de bobinado trifásico se incrustan. Además, se instala un codificador en la parte trasera del eje.
Cuando el devanado trifásico del estator se suministra con corriente alterna trifásica, el campo magnético giratorio generado atraerá los postes magnéticos en el rotor para girar sincrónicamente. El control de velocidad y la fuente de alimentación eléctrica de los motores sincrónicos utilizan inversores. En los inversores, los elementos del circuito de transmisión de potencia que cambian de CC a AC trifásico deben conmutarse en tiempo real de acuerdo con la posición del campo magnético del rotor, que es muy similar a la de los motores de DC. La conmutación de la corriente de devanado del rotor con la posición del campo del estator. Por lo tanto, para detectar la posición del campo magnético del rotor del motor sincrónico en tiempo real, se instala un codificador (disco de código óptico ------ 11 en la figura) en el eje del motor (extremo trasero). Gracias al disco del código óptico, no importa la velocidad del motor sea rápida o lenta, la posición del campo magnético del polo magnético en el rotor se puede medir realmente junto con la rotación del eje del motor, y el valor de posición se puede enviar al circuito de control para que el controlador pueda la conmutación de los componentes de potencia del inversor se controla en tiempo real, y se realiza la conmutación autocontrolada de la unidad de servo. Por lo tanto, algunas personas llaman al controlador de accionamiento y al motor de este motor sincrónico un motor sincrónico autocomutante; Además, debido a que sus características de control son similares a un motor de CC, también se llama motor de CC sin conmutador.
Motor lineal: para aumentar la velocidad de movimiento de la mesa de trabajo, aumentar la aceleración, simplificar la cadena de transmisión y, por lo tanto, mejorar la precisión de la transmisión, recientemente apareció un motor lineal. Este tipo de motor es un motor conectado directamente, es decir, se instala directamente en la tabla de movimiento lineal.
3. Sensor de posición y sensor de velocidad
Encoder fotoeléctrico: el codificador es un elemento de medición para el movimiento rotativo, generalmente instalado en el eje del motor o el tornillo de bola, y la cantidad física que mide directamente es el ángulo en el que gira el motor o el tornillo. Hay dos tipos de codificadores: medición incremental o medición absoluta.
Codificadores lineales: actualmente, los codificadores lineales se utilizan para medir la posición o el desplazamiento de piezas móviles lineales. Hay escamas de transmisión utilizando escamas de vidrio y reflexión utilizando sustratos de metal. El principio de trabajo es similar al de un codificador fotoeléctrico. La regla de rejilla transmisiva es fácil de instalar y está montada directamente en el costado del banco de trabajo, por lo que se usa con más frecuencia.
4. Servo Drive
El amplificador (controlador) que controla el funcionamiento del servomotor sincrónico es un inversor de CA.
FanUC divide el amplificador en dos módulos: módulo de fuente de alimentación del rectificador (PSM) y módulo de servo inversor (SVM)
Nueve. Control de la unidad de husillo
1. Diagrama de bloque de control
El control del huso es principalmente control de velocidad y velocidad del motor. En el programa, use el comando: S y el valor de cinco dígitos para comandar el número de rotación del husillo.
Por ejemplo: S1200; significa que se requiere que el huso gire a 1200 rpm. Los comandos para rotación hacia adelante e inversa son M03 (rotación hacia adelante); M04 (rotación inversa). Para detectar la velocidad de rotación del huso, se instala un sensor de velocidad en el eje o el motor del husillo.
2. Sensor de velocidad del husillo y sensor de posición
Solo control de velocidad sin bucle de retroalimentación de posición. La medición de la velocidad y la retroalimentación del motor del husillo utiliza un sensor magnético montado en el eje del motor del husillo. Como se muestra abajo. A medida que el motor del husillo gira, el sensor envía 128, 256, 384 o 512 pulsos (dependiendo del modelo del motor) por revolución para contar el número de revoluciones del motor del huso. Si el motor y el eje principal no están acoplados 1: 1, se debe instalar un codificador de posición en el eje principal, y el número de rotaciones del eje principal se mide con una señal de una vuelta del codificador. Por lo general, este tipo de codificador es fotoeléctrico, y envía 1024 pulsos por turno, y también envía una señal de una vuelta. Este codificador se puede utilizar para realizar el procesamiento de hilos y el tapping rígido y la orientación del huso durante el cambio de herramientas de los centros de mecanizado
3. Motor de husillo
Hay dos tipos de motores utilizados para la unidad de husillo. Tipo: motor asincrónico y motor síncrono. La máquina asíncrona es fácil de fabricar, tiene una alta confiabilidad y tiene un buen rendimiento de operación de alta velocidad, por lo que FANUC utiliza una máquina asíncrona. La máquina sincrónica tiene un buen rendimiento de baja velocidad, buena capacidad de control, alto par a baja velocidad y una amplia gama de regulación constante de la velocidad de potencia es fácil de lograr. En general, los motores asincrónicos generalmente se usan para procesar piezas de aluminio y metal ligero con alta velocidad del huso. La velocidad del husillo para procesar piezas de hierro fundido o acero es baja, y algunos métodos de procesamiento (como el método del eje CS) también requieren un torque grande a bajas velocidades, por lo que los motores síncronos tienden a usarse. Especialmente recientemente, para mejorar la precisión del mecanizado, el diseño mecánico hace que el motor de accionamiento sea conectado directamente al eje principal de la máquina herramienta, por lo que el desarrollo de la máquina sincrónica como la unidad del eje principal, especialmente el eje principal incorporado Motor, a menudo usa la máquina sincrónica. Si necesita más materiales de aprendizaje, el grupo 373600976 puede ayudarlo
4. Amplificador de accionamiento del motor del husillo
El control del motor del huso es similar al servomotor descrito anteriormente. Pero generalmente solo hay control de velocidad, por lo que no hay necesidad de un bucle de posición. La siguiente figura es un diagrama de bloques del controlador de motor Fanuc Spindle. Dividido en dos módulos: PSM y SPM. PSM es un módulo de fuente de alimentación que, como la unidad de servomotor de alimentación, convierte la fuente de alimentación de CA de entrada en una fuente de alimentación de CC para suministrar energía al inversor. SPM es la parte del inversor, que convierte la potencia de CC en AC trifásica para suministrar energía al estator del motor.
diez. Control de ejes externos
Use servomotors para controlar las acciones de los equipos mecánicos auxiliares en o fuera de la máquina herramienta, como: la herramienta cambiando el manipulador, el cambio de la mesa de trabajo, la carga/descarga, la pieza de trabajo o el manejo en blanco.
Power Mate I es un controlador de movimiento de posición, que controla el movimiento independiente de cada eje o movimiento coordinado en el tiempo, de modo que un eje se mueve a una determinada posición o cierta distancia a cierta velocidad. Sin embargo, no existe una dependencia posicional entre ellos, es decir, el sistema no necesita tener la función de un interpolador posicional. Por supuesto, el compañero de poder de Fanuc I D tiene un interpolador de enlace de dos ejes, que puede usarse de acuerdo con las necesidades reales.
Dongguan Leda Metal Co.,Limited
