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自动车床加工数控车床线性坐标轴的全闭环控制是什么

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自动车床加工

数控车床线性坐标轴的全闭环控制是什么

线性光栅尺选型

光栅尺的测量方式分增量式光栅尺和绝对式光栅尺两种,所谓增量式光栅尺就是光栅扫描头通过读出到初始点的相对运动距离而获得位置信息,为了获得绝对位置,这个初始点就要刻到光栅尺的标尺上作为参考标记,所以机床开机时必须回参考点才能进行位置控制。

而绝对式光栅尺以不同宽度、不同问距的闪现栅线将绝对位置数据以编码形式直接制作到光栅上,在光栅尺通电的同时后续电子设备即可获得位置信息,不需要移动坐标轴找参考点位置,绝对位置值从光栅刻线上直接获得。

绝对式光栅尺比增量式光栅尺成本高20%左右,机床设计师因考虑数控车床的性价比,一般选用增量式光栅尺,既能保证机床运动精度又能降低机床成本。

但是绝对式光栅尺开机后不需回参考点的优点是增量式光栅尺无法比拟的,机床在停机或故障断电后开机可直接从中断处执行加工程序,不但缩短非加工时间提高生产效率,而且减小零件废品率。因此在生产节拍要求格或由多台数控车床构成的自动生产线上选用绝对式光栅尺是最为理想的。

数控车床配置线性光栅尺是了提高线性坐标轴的定值精度、再复定位精度,所以光栅尺的准确度等级是首先要考虑的,光栅尺准确度等级有± 0.01mm、±0.005mm、±0.003mm、±0.02mm。而我们在设计数控车床时根据设计精度要求来选择准确度等级,值得注意的是在选用高精度光栅尺时要考虑光栅尺的热性能,它是机床工作精确度的关键环节,即要求光栅尺的刻线载体的热膨胀系数与机床光栅尺安装基体的热膨胀系数相一致,以克服由于温度引起的热变形。

另外光栅尺最大移动速度可达120m/min,目前可完全满足数控车床设计要求;单个光栅尺最大长度为3040mm,如控制线性坐标轴大于3040mm时可采用光栅尺对接的方式达到所需长度。

光栅尺的输出信号分电流正弦波信号、电压正弦波信号、TTL矩形波信号和TTL差动矩形波信号四种,虽然光栅尺输出信号的波形不同对数控车床线性坐标轴的定位精度、重复定位精度没有影响,但必须与数控车床系统相匹配,如果输出信号的波形与数控车床系统不匹配,导致机床系统无法处理光栅尺的输出信号,反馈信息、补偿误差对机床线性坐标轴全闭环控制无从谈起。

在实践中确有输出信号的波形与数控车床系统不匹配的情况,不过处理此情况也有办法,只要在输出信号与机床系统间加装一个数字化电子装置(如:HEIDENHAINDE的IBV600系列的细分和数字化电子装置),就很容易解决了。公司服务项目:自动车床加工