Khi đo chuyển động tuyến tính của gia công CNC, các phần tử phát hiện tuyến tính thường được sử dụng, được gọi là đo trực tiếp. Điều khiển vòng kín vị trí được hình thành bởi điều này được gọi là điều khiển vòng kín hoàn toàn và độ chính xác của phép đo của nó chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác của các phần tử đo, không bị ảnh hưởng bởi độ chính xác truyền của máy công cụ. Do mối quan hệ tỷ lệ chính xác giữa độ dịch chuyển tuyến tính của bàn làm việc của máy công cụ và góc quay của động cơ dẫn động, có thể sử dụng phương pháp đo gián tiếp khoảng cách di chuyển của bàn làm việc bằng cách dẫn động động cơ phát hiện hoặc góc quay trục vít. Phương pháp này được gọi là phép đo gián tiếp và điều khiển vòng kín vị trí được hình thành bởi nó được gọi là điều khiển vòng kín nửa kín.
Độ chính xác của phép đo phụ thuộc vào độ chính xác của các bộ phận phát hiện và chuỗi truyền dẫn của máy công cụ. Độ chính xác gia công CNC của máy công cụ CNC vòng kín phần lớn được xác định bởi độ chính xác của các thiết bị phát hiện vị trí. Máy công cụ CNC có yêu cầu rất nghiêm ngặt đối với các bộ phận phát hiện vị trí và độ phân giải của chúng thường nằm trong khoảng từ 0,001 đến 0,01mm hoặc ít hơn.
1. Yêu cầu đối với thiết bị đo vị trí trong hệ thống servo cấp liệu
Hệ thống servo cấp liệu có yêu cầu cao đối với các thiết bị đo vị trí:
1) Ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm, hoạt động đáng tin cậy, duy trì độ chính xác tốt và khả năng chống nhiễu mạnh.
2) Có thể đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác, tốc độ và phạm vi đo.
3) Dễ sử dụng và bảo trì, phù hợp với môi trường làm việc của máy công cụ.
4) Chi phí thấp.
5) Dễ dàng đạt được phép đo và xử lý động tốc độ cao và dễ dàng tự động hóa.
Thiết bị phát hiện vị trí có thể được phân thành nhiều loại khác nhau theo các phương pháp phân loại khác nhau. Gia công CNC có thể được phân thành loại kỹ thuật số và loại tương tự dựa trên dạng tín hiệu đầu ra; Theo loại điểm cơ sở đo lường, nó có thể được phân loại thành loại tăng dần và loại tuyệt đối; Theo dạng chuyển động của phần tử đo vị trí, nó có thể được phân loại thành loại quay và loại tuyến tính.
2. Chẩn đoán và loại bỏ lỗi trong thiết bị phát hiện
Khả năng phát hiện lỗi linh kiện tương đối cao so với thiết bị CNC, thường dẫn đến hư hỏng cáp, tắc nghẽn linh kiện và biến dạng do va chạm. Nếu có nghi ngờ có trục trặc trong thành phần phát hiện, bước đầu tiên là kiểm tra cáp không dây bị hỏng, bị nhiễm bẩn, biến dạng, v.v. Chất lượng của thành phần phát hiện cũng có thể được xác định bằng cách đo đầu ra của nó, đòi hỏi phải thành thạo nguyên lý làm việc và tín hiệu đầu ra của các thành phần phát hiện gia công CNC. Lấy hệ thống SIEMENS làm ví dụ để giải thích.
(1) Tín hiệu đầu ra. Mối quan hệ kết nối giữa module điều khiển vị trí của hệ thống CNC SIEMENS và thiết bị phát hiện vị trí.
Có hai dạng tín hiệu đầu ra cho thiết bị đo quay tăng dần hoặc thiết bị tuyến tính: loại thứ nhất là tín hiệu hình sin điện áp hoặc dòng điện, trong đó EXE là bộ nội suy định hình xung; Loại thứ hai là tín hiệu mức TTL. Lấy thước đo đầu ra dòng điện hình sin của công ty HEIDENHA1N làm ví dụ, cách tử bao gồm thước đo cách tử, bộ nội suy định hình xung (EXE), cáp và các đầu nối.
Trong quá trình gia công CNC, máy công cụ xuất ra ba bộ tín hiệu từ bộ quét: hai bộ tín hiệu gia tăng được tạo ra bởi bốn tế bào quang điện. Khi hai tế bào quang điện có độ lệch pha 180 ° được kết nối với nhau, chuyển động đẩy-kéo của chúng tạo thành hai bộ sóng xấp xỉ hình sin, Ie1 và Ie2, có độ lệch pha là 90 ° và biên độ khoảng 11 μ A. Một tập hợp các tín hiệu tham chiếu cũng được kết nối ở dạng kéo đẩy bởi hai tế bào quang điện có độ lệch pha là 180 ° và đầu ra là tín hiệu cực đại Ie0 với thành phần hiệu dụng khoảng 5,5 μ A. Tín hiệu này chỉ được tạo khi đi qua dấu tham chiếu. Cái gọi là dấu tham chiếu dùng để chỉ một nam châm được lắp trên vỏ ngoài của thước cách tử và một công tắc sậy được lắp trên bộ quét. Khi đến gần nam châm, công tắc sậy được bật và tín hiệu tham chiếu có thể được xuất ra.
