이전 장의 내용을 계속하면서 오늘날 CNC 밀링 관련 기술을 계속 소개합니다.
여덟. 공급 서보 축 제어
기계 공구 테이블 (턴테이블 포함)의 피드는 현재 서보 모터에 의해 전기되고 구동되는 서보 메커니즘에 의해 구동되며 대부분 동기 모터를 사용합니다. 모터는 볼 스크류에 직접 연결되어 (아래 그림과 같이) 짧은 변속기 체인으로 인해 운동 손실 (손실 모션)이 작고 응답이 빠르기 때문에 높은 정밀도를 얻을 수 있습니다. .
공작 기계의 피드 서보는 위치 제어 서보 시스템에 속합니다. 아래 그림과 같이, 입력 단자는 각 보간주기에서 CNC 보간기로부터 위치 펄스 출력을 수신합니다. 펄스의 수는 위치의 움직임량을 나타냅니다 (일반적으로 펄스는 1 μm --- 즉 시스템의 해상도는 1 μm)입니다. 펄스의 주파수 (즉, 단위 시간당 펄스 출력 수)는 피드 속도를 나타냅니다. 펄스의 기호는 축의 피드 방향을 나타냅니다. 일반적으로 펄스는 다른 서보 축의 명령 입력 포트로 직접 전송됩니다.
아래 그림은 하나의 피드 축을 보여줍니다. 실제 공작 기계에는 여러 축이 있지만 제어 원리는 동일합니다. 여러 축이 동일한 보간 기간에 보간 명령을 받으면 공급량, 피드 속도 및 동시 모션 방향으로 인해 발생하는 움직임이 곡선이며 공구는이 곡선에 따라 움직입니다. 프로그램에 필요한 공작물 윤곽선을 처리 할 수 있습니다.
피드 서보에 대한 요구 사항은 다음과 같은 정적 특성 일뿐 만 아니라 정지시 위치 정확도 및 안정성입니다. 더 중요한 것은 피드 서보의 강성, 빠른 응답, 양호한 움직임 안정성 및 고해상도가 있습니다. 이러한 방식으로, 매끄러운 표면이있는 고품질 워크 피스는 고속과 높은 정밀도로 처리 될 수 있습니다.
1. 서보 시스템의 구조 유형
서보 시스템은 오픈 루프 및 폐쇄 루프 구조로 나뉩니다.
개방 루프:
소위 오픈 루프는 위치 피드백이없는 서보 시스템입니다. 이 구조의 전기 시스템은 스테퍼 모터에 의해 구동됩니다. 속도와 위치에 대한 피드백이 없기 때문에 다음 정확도는 열악하고 응답 성이 좋지 않으므로 가공 정확도가 좋지 않고 효율이 낮습니다.
폐쇄 루프 :
폐쇄 루프는 제어 요소의 위치 피드백이있는 서보 시스템입니다. 시스템의 구성에는 다음이 포함됩니다 : Executive Element ------ 서보 모터 (일반적으로 볼 스크류와 직접 연결); 속도 컨트롤러 및 위치 컨트롤러, 위치 컨트롤러는 CNC Interpolator의 출력 명령을 수신합니다.
2. 동기 모터
폐쇄 루프 서보 구조의 전기 시스템은 현재 AC 서보 모터에 의해 구동되며 대부분 영구 자석 동기 모터를 사용합니다.
영구 자석 동기 모터의 구조는 아래 그림에 나와 있습니다. 로터는 중간에 모터 샤프트가있는 높은 자기 투과성을 갖는 영구 자기 강으로 만든 자기 극이며, 샤프트의 두 끝은 베어링에 의해지지되고 케이싱에 고정된다. 고정자는 실리콘 스틸 시트로 만든 자기 도체입니다. 자기 도체의 내부 표면에는 치아 홈이 있으며, 3 상 권선 코일은 와이어로 상처를 입힌다. 또한 샤프트의 후단에 인코더가 설치됩니다.
고정자의 3 상 권선에 3 상 교류 전류가 공급 될 때, 생성 된 공간 회전 자기장은 로터의 자기 극을 유치하여 동기로 회전시킬 것이다. 동기 모터의 속도 제어 및 전력 공급은 인버터를 사용합니다. 인버터에서, DC에서 3 상 AC로 변경되는 전력 구동 회로 요소는 로터 자기장의 위치에 따라 실시간으로 통근해야하며, 이는 DC 모터의 위치와 매우 유사합니다. 고정자 필드의 위치와 로터 와인딩 전류의 정류. 따라서, 동기 모터의 로터 자기장의 위치를 실시간으로 감지하기 위해, 인코더 (그림의 광학 코드 디스크 ----- 11)가 모터 샤프트 (후면)에 설치됩니다. 광학 코드 디스크 덕분에 모터의 속도가 빠르거나 느리 든, 로터의 자기 극 자기장의 위치는 실제로 모터 샤프트의 회전과 함께 측정 될 수 있으며 위치 값을 보낼 수 있습니다. 컨트롤러가 인버터의 전원 구성 요소의 정류가 실시간으로 제어되고 서보 드라이브의 자체 제어 통근이 실현 될 수 있도록 제어 회로에. 따라서 일부 사람들은이 동기 모터의 구동 컨트롤러와 모터를 자체 경쟁 동기 모터라고 부릅니다. 또한, 제어 특성은 DC 모터와 유사하기 때문에 통근자가없는 DC 모터라고도합니다.
선형 모터 : 작업 테이블의 이동 속도를 높이려면 가속도를 높이고 변속기 체인을 단순화하고 변속기 정확도를 향상시켜 선형 모터가 나타났습니다. 이러한 종류의 모터는 직접 연결 모터입니다. 즉, 선형 모션 테이블에 직접 설치됩니다.
3. 센서 및 속도 센서 위치
광전자 인코더 : 인코더는 일반적으로 모터 샤프트 또는 볼 스크류에 설치된 로터리 모션의 측정 요소이며 직접 측정하는 물리적 수량은 모터 또는 나사가 회전하는 각도입니다. 인코더에는 두 가지 유형이 있습니다 : 증분 측정 또는 절대 측정.
선형 인코더 : 현재 선형 인코더는 선형 이동 부품의 위치 또는 변위를 측정하는 데 사용됩니다. 금속 기판을 사용한 유리 및 반사 스케일을 사용한 변속기 스케일이 있습니다. 작동 원리는 광전자 인코더의 원리와 유사합니다. 변형 된 격자 통치자는 설치하기 쉽고 워크 벤치 측면에 직접 장착되므로 더 자주 사용됩니다.
4. 서보 드라이브
동기 서보 모터의 작동을 제어하는 앰프 (드라이버)는 AC 인버터입니다.
FANUC는 앰프를 정류기 전원 공급 장치 모듈 (PSM)과 서보 인버터 모듈 (SVM)의 두 모듈로 나눕니다.
아홉. 스핀들 드라이브 제어
1. 블록 다이어그램 제어
스핀들 제어는 주로 속도 및 운동 속도 제어입니다. 이 프로그램에서 S와 5 자리 값을 사용하여 스핀들의 회전 번호를 명령하십시오.
예를 들어 : S1200; 스핀들은 1200 rpm에서 회전해야 함을 의미합니다. 전방 및 역전에 대한 명령은 M03 (전방 회전)입니다. M04 (역 회전). 스핀들의 회전 속도를 감지하기 위해 스핀들 또는 스핀들 모터에 속도 센서가 설치됩니다.
2. 스핀들 속도 센서 및 위치 센서
위치 피드백 루프가없는 속도 제어 만. 스핀들 모터의 속도 측정 및 피드백은 스핀들 모터 샤프트에 장착 된 자기 센서를 사용합니다. 아래 그림과 같이. 스핀들 모터가 회전함에 따라 센서는 회전 당 128, 256, 384 또는 512 펄스 (모터의 모델에 따라)를 보내 스핀들 모터의 혁명 수를 계산합니다. 모터와 메인 샤프트가 1 : 1 결합되지 않은 경우, 위치 인코더를 메인 샤프트에 설치해야하며, 메인 샤프트의 회전 수는 인코더로부터 1 회전 신호로 측정됩니다. 일반적으로 이러한 종류의 인코더는 광전자이며 턴당 1024 개의 펄스를 보내고 1 턴 신호를 보냅니다. 이 인코더는 가공 센터의 공구 변화 중에 스레드 처리 및 강성 태핑 및 스핀들 방향을 실현하는 데 사용될 수 있습니다.
3. 스핀들 모터
스핀들 드라이브에 사용되는 두 가지 유형의 모터가 있습니다. 유형 : 비동기 모터 및 동기 모터. 비동기 기계는 제조하기 쉽고 신뢰성이 높으며 고속 작동 성능이 우수하므로 Fanuc는 비동기 기계를 사용합니다. 동기 기계는 저속 성능이 우수하고 제어성이 우수하며 저속의 높은 토크 및 광범위한 정전 속도 조절을 쉽게 달성 할 수 있습니다. 일반적으로 비동기 모터는 일반적으로 높은 스핀들 속도로 알루미늄 및 가벼운 금속 부품을 가공하는 데 사용됩니다. 주철 또는 강철 부품 가공을위한 스핀들 속도는 낮으며 일부 처리 방법 (예 : CS Axis 방법)은 저속에서 큰 토크가 필요하므로 동기 모터가 사용되는 경향이 있습니다. 특히 최근에 가공 정확도를 향상시키기 위해 기계 설계는 드라이브 모터를 공작 기계의 메인 샤프트에 직접 연결하여 메인 샤프트, 특히 내장 된 메인 샤프트의 구동으로 동기화 된 기계를 개발하게 만듭니다. 모터는 종종 동기 기계를 사용합니다. 더 많은 학습 자료가 필요한 경우 373600976 그룹이 도와 드릴 수 있습니다.
4. 스핀들 모터 드라이브 앰프
스핀들 모터의 제어는 위에서 설명한 서보 모터와 유사합니다. 그러나 일반적으로 속도 제어 만 있으므로 위치 루프가 필요하지 않습니다. 아래 그림은 Fanuc 스핀들 모터 드라이버의 블록 다이어그램입니다. PSM 및 SPM의 두 모듈로 나뉩니다. PSM은 피드 서보 드라이브와 같이 입력 AC 전원 공급 장치를 DC 전원 공급 장치로 변환하여 인버터에 전원을 공급하는 전원 공급 장치 모듈입니다. SPM은 인버터 부분으로 DC 전원을 3 상 AC로 변환하여 모터의 고정자에 전력을 공급합니다.
십. 외부 축의 제어
서보 모터를 사용하여 공구 도구의 보조 기계식 장비의 동작을 제어하십시오.
Power Mate I은 위치 모션 컨트롤러로, 각 축의 독립적 인 움직임 또는 정시 이동을 제어하여 축이 특정 속도로 특정 위치 또는 특정 거리로 이동합니다. 그러나, 그들 사이에 위치 의존성은 없다. 즉, 시스템은 위치 보간기의 기능을 가질 필요가 없다. 물론, Fanuc의 Power Mate I D에는 실제 요구에 따라 사용할 수있는 2 축 링키지 인터 폴자가 있습니다.
Dongguan Leda Metal Co.,Limited
