Machines-outils CNC de précision|Classification des machines-outils CNC - Classification par contrôle servo
Machines-outils CNC de précision
(1) Contrôle en boucle ouverte des machines-outils CNCLe servo d’alimentation de ce type de machine-outil est en boucle ouverte, c’est-à-dire qu’il n’y a pas de dispositif de détection et de rétroaction. En général, son moteur d’entraînement est un moteur pas à pas. La caractéristique principale du moteur pas à pas est que le moteur tourne d’un pas à chaque fois que le circuit de commande modifie le signal d’impulsion de commande. angle de tangage, et le moteur lui-même a la capacité d’auto-blocage.
Le signal de commande d’alimentation produit par le système de commande numérique contrôle le circuit d’entraînement via le distributeur d’impulsions, qui contrôle la quantité de déplacement de coordonnées en changeant le nombre d’impulsions, contrôle la vitesse de déplacement en modifiant la fréquence de l’impulsion, et contrôle le déplacement en modifiant la séquence de distribution de l’impulsion. direction.
Par conséquent, la principale caractéristique de cette méthode de contrôle est un contrôle pratique, une structure simple et un prix bas. Le flux du signal de commande envoyé par le système de commande numérique est à sens unique, il n’y a donc pas de problème de stabilité du système de contrôle, mais comme l’erreur de la transmission mécanique n’est pas corrigée par le retour de commande, la précision du déplacement n’est pas élevée.
Les premières machines-outils CNC adoptaient toutes cette méthode de contrôle, mais le taux de défaillance était relativement élevé. Aujourd’hui, grâce à l’amélioration du circuit de transmission, il est encore largement utilisé. Surtout dans notre pays, le système CNC économique général et la transformation CNC des anciens équipements utilisent principalement cette méthode de contrôle. De plus, cette méthode de contrôle peut configurer un ordinateur à puce unique ou à carte unique comme dispositif de contrôle numérique, ce qui réduit le coût de l’ensemble du système.
(2) Contrôle en boucle fermée des machines-outils
Le servo d’alimentation de ce type de machine-outil CNC fonctionne selon le mode de contrôle de rétroaction en boucle fermée. Le moteur d’entraînement peut utiliser deux types de servomoteurs, DC ou AC, et doit configurer la rétroaction de position et la rétroaction de vitesse, et détecter le déplacement réel des pièces mobiles à tout moment pendant le traitement. Il est comparé au signal de commande obtenu par l’opération d’interpolation, et la différence est utilisée comme signal de commande du servo-pilotage, puis entraîne la composante de déplacement pour éliminer l’erreur de déplacement.
Selon la position d’installation de l’élément de détection de rétroaction de position et du dispositif de rétroaction utilisé, il est divisé en deux modes de contrôle : boucle fermée complète et boucle semi-fermée.
(1) Contrôle en boucle fermée
Comme montré sur la figure, le dispositif de rétroaction de position adopte un élément de détection de déplacement linéaire (actuellement, une règle de grille est généralement utilisée), qui est installé sur la selle de la machine-outil, c’est-à-dire que le déplacement linéaire des coordonnées de la machine-outil est directement détecté, et la rétroaction du moteur vers la selle de la machine-outil peut être éliminée. L’erreur de transmission dans toute la chaîne mécanique de transmission est obtenue afin d’obtenir une grande précision statique de positionnement de la machine-outil.
Cependant, dans toute la boucle de contrôle, les caractéristiques de friction, la rigidité et le jeu de nombreux liens de transmission mécaniques sont non linéaires, et le temps de réponse dynamique de toute la chaîne de transmission mécanique est très élevé par rapport au temps de réponse électrique. Cela complique grandement la correction de stabilité de l’ensemble du système en boucle fermée, et la conception ainsi que les réglages du système sont également assez complexes. Par conséquent, cette méthode de contrôle en boucle fermée est principalement utilisée pour les machines à coordonnées CNC et les meuleuses de précision CNC qui nécessitent une grande précision.
(2) Contrôle en boucle semi-fermée
Comme montré sur la figure, la rétroaction de position adopte l’élément de détection d’angle de rotation (l’encodeur est principalement utilisé actuellement), qui est directement installé à l’extrémité du servomoteur ou de la vis principale. Comme la plupart des liaisons de transmission mécaniques ne sont pas incluses dans la boucle fermée du système, il est appelé à obtenir des caractéristiques de contrôle relativement stables. L’erreur mécanique de transmission, telle que la vis de charge, ne peut jamais être corrigée par rétroaction, mais la méthode logicielle de compensation à valeur fixe peut être utilisée pour améliorer correctement sa précision. Actuellement, la plupart des machines-outils CNC adoptent la méthode de contrôle en boucle semi-fermée.
(3) Machines-outils CNC à commande hybride
Les caractéristiques des méthodes de contrôle ci-dessus peuvent être concentrées sélectivement pour former un schéma de contrôle mixte. Comme mentionné ci-dessus, puisque la méthode de contrôle en boucle ouverte offre une bonne stabilité, un faible coût et une faible précision, tandis que la méthode de contrôle en boucle fermée complète présente une faible stabilité, afin de se compléter et de répondre aux exigences de contrôle de certaines machines-outils, une méthode de contrôle hybride doit être utilisée. Il existe des types de compensation en boucle ouverte et de compensation en boucle semi-fermée pour la rugosité de surface.