Елемент за детекцију положаја се састоји од елемента за детекцију (сензора) и уређаја за обраду сигнала, и важан је део хоризонталног цнц струг машина затворене петље серво система. Његова функција је да детектује стварну вредност положаја и брзине радног стола и шаље повратне сигнале до уређаја за нумеричку контролу или серво уређаја, чиме се формира контрола затворене петље. Елемент за детекцију генерално користи принцип светлости или магнетизма да заврши детекцију положаја или брзине.
Елемент за детекцију положаја је подељен на елемент директног мерења и елемент индиректног мерења према методи детекције. Елементи за линеарну детекцију се генерално користе приликом мерења линеарног кретања алатне машине, што се назива директно мерење, а формирана контрола у затвореном кругу назива се контрола у пуној затвореној петљи. Тачност мерења углавном зависи од тачности мерног елемента и на њу не утиче тачност преноса машине алатке. Пошто линеарни померај стола алатне машине има тачну пропорционалну везу са углом ротације погонског мотора, метода вожње и детекције угла ротације мотора или завртња може се користити за индиректно мерење удаљености кретања стола. Овај метод се назива индиректно мерење. Контрола положаја у затвореној петљи се назива контрола у полу-затвореној петљи. Тачност мерења зависи од тачности елемента за детекцију и погонског ланца за довод машине алатке. Тачност обраде ЦНЦ алатних машина затворене петље је у великој мери одређена прецизношћу уређаја за детекцију положаја. ЦНЦ алатне машине имају веома строге захтеве за елементе за детекцију положаја, а њихова резолуција је обично између 0,001 и 0,01 мм или мање.
1. Захтеви серво система напајања за уређај за мерење положаја
Серво систем за напајање има високе захтеве за уређај за мерење положаја:
1) Мали утицај температуре и влажности, поуздан рад, добро задржавање тачности и јака способност против сметњи.
2) Може испунити захтеве тачности, брзине и опсега мерења.
3) Једноставан за употребу и одржавање, прилагођавање радном окружењу машина алатки.
4) Ниска цена.
5) Лако је реализовати динамичко мерење и обраду велике брзине и лако је реализовати аутоматизацију.
Уређаји за детекцију положаја могу се поделити у различите категорије према различитим методама класификације. Према облику излазног сигнала може се класификовати на дигитални и аналогни; према врсти базне тачке мерења може се класификовати као инкрементална; према облику кретања елемента за мерење положаја може се класификовати на ротациони и линеарни.
2. Дијагноза и отклањање кварова на уређају за детекцију
У поређењу са уређајем за нумеричку контролу, вероватноћа квара елемента за детекцију је релативно велика, а често се јавља и феномен оштећења кабла, контаминације елемента и деформације судара. Ако се сумња да је у питању грешка елемента за детекцију, прво проверите да ли има ломљења кабла, обраштања, деформације итд., а квалитет детекторског елемента можете утврдити и мерењем његовог излаза, што захтева стручност у раду. принцип и излазни сигнал елемента за детекцију . Следећи пример узима СИЕМЕНС систем као пример за опис.
(1) Унесите сигнал. Однос везе између модула за контролу положаја СИЕМЕНС ЦНЦ система и уређаја за детекцију положаја.
Излазни сигнал инкременталног ротационог мерног уређаја или линеарног уређаја има два облика: ди је напонски или струјни синусоидни сигнал, а ЕКСЕ је интерполатор за обликовање импулса; ди је сигнал ТТЛ нивоа. Узмите ХЕИДЕНХА1Н [ГГ] #39;с синусоидну струјну излазну решетку лењира као пример. Решетка се састоји од решеткастог лењира, интерполатора за обликовање импулса (ЕКСЕ), каблова и конектора.
Током кретања машине алатке, три сета сигнала излазе из јединице за скенирање: два сета инкременталних сигнала генеришу четири фотоћелије, а две фотоћелије са фазном разликом од 180° су повезане заједно, а њихова пусх-пулл формира фазна разлика од 90° и амплитуда. Два скупа Ие1 и Ие2 са вредношћу од око 11μА су слични синусним таласима. Скуп референтних сигнала је такође повезан у пусх-пулл форми помоћу две фотоћелије са разликом од 180°. Излаз је шик сигнал Ие0 са ефективном компонентом од око 5,5 μА. Сигнал се генерише само када прође референтну ознаку. Такозвана референтна ознака је да је магнет постављен на кућиште лењира решетке, а на јединици за скенирање уграђен је реед прекидач. Када је реед прекидач близу магнета, може се емитовати референтни сигнал.
Два скупа инкременталних сигнала Ие1 и Ие2 улазе у ЕКСЕ преко преносног кабла и конектора, а након појачања и обликовања излазе два сигнала правокутног таласа Уа1 и Уа2 са фазном разликом од 90° и референтни сигнал Уа0. Ови сигнали се правилно комбинују и обрађују. То јест, пет импулса се може генерисати у једном циклусу сигнала, то јест, 5 пута већа фреквенција се обрађује и шаље у ЦНЦ модул за контролу положаја преко конектора.
(2) ЕКСЕ обрада сигнала. Функција интерполатора за обликовање импулса (ЕКСЕ) је да појача, преобликује, умножава фреквенцију и алармира инкрементални излазни сигнал помоћу лењира или енкодера и шаље га у ЦНЦ за контролу положаја. ЕКСЕ се састоји од основног кола и кола за поделе.
Основна штампана плоча садржи појачивач канала, коло за обликовање, погонско и алармно коло, итд. Подељено коло је направљено у плочу као опциону функцију, а две плоче су повезане преко Ј3 конектора.
1) Канално појачало. Када решетка детектује и генерише струјне сигнале синусног таласа Ие1, Ие2 и Ие0, кроз каналски појачавач, излази одређена амплитуда напона синусне струје.
2) Обликовање кола. На основу појачања Ие1, Ие2 и Ие0, коло за обликовање их претвара у три одговарајућа квадратна таласна сигнала Уа1, Уа2 и Уа0. Високи ТТЛ ниво је већи или једнак 2,5В, а ниски ниво је мањи или једнак 0,5В. .
3) Алармно коло. Када решетка узрокује да излазни сигнал каналног појачавача буде нула због прекида улазног кабла, загађења решетке или оштећења сијалице, алармни сигнал покреће погонско коло, а затим излази на ЦНЦ система преко конектора Ј2.
4) Коло поделе. У контроли позиције неких високо прецизних ЦНЦ машина алатки (као што су ЦНЦ брусилице), висока резолуција је потребна за мерење положаја. На пример, не може се задовољити само тачност лењира за решетке. Из тог разлога, за побољшање резолуције мора се користити коло за подјелу. Стопа за задовољење потреба за алатним машинама велике брзине. Излазни сигнал појачавача канала основног кола је преко конектора Ј3 повезан са колом за поделу. Након што га обради коло за поделу, излазни сигнал два канала са фазном разликом од 90° и радним односом од 1:1 у једном циклусу излази преко конектора Ј3. Поделите сигнал правокутног таласа. Након што су два броја квадратног таласа покретана од стране погонског кола у основном колу, они су одговарајући сигнали канала Уа1 и Уа2, који се излазе у ЦМЦ систем преко конектора Ј2.
Поред тога, сврха кола за синхронизацију је да добије референтне импулсе правоугаоног таласа који одговарају предњој и задњој ивици сигнала правокутног таласа Уа1 и Уа2.
3. Уобичајени облици кварова у уређајима за детекцију
(1) Механичке осцилације (током убрзања/успоравања)
1) Импулсни енкодер је неисправан. У овом тренутку проверите да ли напон терминала повратне везе на јединици брзине пада у одређеној тачки. Ако дође до пада, то значи да је пулсни енкодер неисправан и енкодер треба заменити.
2) Унакрсна спојница пулсног енкодера може бити оштећена, узрокујући да брзина осовине није синхронизована са детектованом брзином. Спојницу треба заменити.
3) Ако генератор тахометра поквари, тахометар треба поправити или заменити.
(2) Механички бекство (брзина). У случају провере јединице за контролу положаја и јединице за контролу брзине, треба проверити следеће тачке:
1) Проверите да ли је ожичење импулсног енкодера погрешно, проверите да ли је ожичење енкодера позитивна повратна спрега и да ли су фаза А и фаза Б повезане обрнуто.
2) Проверите да ли је спојница пулсног енкодера оштећена. Ако је оштећена, замените спојницу.
3) Проверите да ли је терминал тахогенератора повезан обрнуто и да ли је жица побудног сигнала погрешно повезана.
(3) Вретено се не може оријентисати или оријентација није на свом месту. Проверите подешавање и подешавање контролног кола за оријентацију, проверите плочу за оријентацију и подешавање штампане плоче за контролу вретена. Истовремено проверите да ли је детектор положаја (енкодер) неисправан.
(4) Довод вибрација на координатну осе. Након провере да ли је калем мотора кратко спојен, да ли је механички вијак за напајање добро повезан са мотором и да ли је цео серво систем стабилан, проверите да ли је импулсни код добар, да ли је спој спојнице стабилан и поуздан и да ли је тахометар поуздан.
(5) Аларм изазван програмском грешком и грешком у раду у НЦ аларму. На пример, НЦ пријављује 090# и 091# система ФАУНУЦ-6МЕ. Појављује се НЦ аларм, што може бити узроковано кваром главног кола и прениском брзином додавања. Истовремено, могуће је и да је пулсни енкодер лош; напон напајања импулсног енкодера је пренизак. У овом тренутку подесите 15В напона напајања тако да вредност напона на терминалу +5В главне плоче буде унутар 4,95～5,10В; нема улазног импулса Једноокретни сигнал енкодера не може нормално да изврши поврат референтне тачке.
(6) Аларм серво система. Као што је ФАУНУЦ-6МЕ систем [ГГ] #39;с серво аларм 416#, 426#, 436#, 446#, 456#, СИНУМЕРИК880 систем [ГГ] #39;с серво аларм И364#, СИНУМЕРИК8 систем [ГГ] # 39;с серво аларм 114#, 104#, итд. Када се појави горњи број аларма, то може бити: повратни сигнал енкодера импулса осовине је прекинут, кратак спој и губитак сигнала, користите осцилоскоп за мерење А-фазе и Б- фазни сигнал са једним обртајем; енкодер је контаминиран, превише прљав и сигнал се не може правилно примити.
Укратко, у квару ЦНЦ опреме, стопа отказа компоненти за детекцију је релативно висока. Све док правилна употреба и јачање одржавања, као и дубинска анализа проблема који се јављају, стопа кварова ће бити смањена, а квар се може брзо решити како би се осигурао нормалан рад опреме.
