當前位置: 首頁 » 數控技術 » 綜合技術 » 正文

為什么CNC系統要有電子齒輪比?


放大字體  縮小字體 發布日期:2020-09-21
 為了控制刀具的運動軌跡,CNC系統必須將坐標軸連續的移動量微分為單位脈沖的運動,這一單位脈沖所對應的實際移動量稱為位置控制系統的最小移動增量或稱指令脈沖當量、指令單位,通常為0.001mm。

坐標軸進入位置控制后,CNC按照最小移動增量輸出指令脈沖,實際位置則由位置檢測裝置(如脈沖編碼器,Pulse Coder)按其分辨率給出反饋脈沖。1個反饋脈沖對應產生的位移量稱為檢測脈沖當量或檢測單位。

實際上,檢測脈沖當量往往與指令脈沖當量不一致。例如,某編碼器與伺服電機同軸安裝,每轉1轉檢測到2500個脈沖(稱編碼器分辨率為2500脈沖/轉),若電機轉1轉產生10mm的直線移動距離,則編碼器的1個脈沖代表0.004mm。顯然,與指令的0.001mm并不一致。

兩者不一致的后果就是軸實際位移與屏幕顯示位移不一致,即導致加工尺寸不正確,而對于此類故障,系統無任何報警提示,操作工往往不知所措。

因此,閉環系統能夠進行正確的誤差比較的前提是:任一移動量所對應的CNC輸出指令脈沖數與實際反饋脈沖數必須相等,即進入比較器時兩者的脈沖當量必須一致。而在實際應用中,由于機械傳動結構及位置檢測裝置的不同,指令脈沖當量與實際檢測單位總是不一致。為使二者匹配,從而進行比較計算,數控系統提供了軟件設定功能。這就好像機械傳動機構中為了速度匹配而加裝齒輪一樣,故這個軟件設定比例也稱為電子齒輪比(electronic gearing)。

電子齒輪比在不同品牌的CNC中有不同的叫法,下面說說FANUC系統的電子齒輪比。

CMR和DMR

為使CNC指令脈沖與檢測脈沖當量相適配,FANUC 0i系統中使用了指令倍乘比(CMR)和檢測倍乘比(DMR),因此進入位置比較前,脈沖均經過倍乘處理。圖1所示為進給軸運動控制倍乘處理框圖。


相關符號說明如下:




· ‍CMR:指令倍乘比(Command Multiplying Ratio),為使CNC指令脈沖與檢測脈沖當量相適配的常量

· DMR:檢測倍乘比(Detection Multiplying Ratio),為使CNC指令脈沖與檢測脈沖當量相適配的常量

· C:最小移動增量(Least movement increment),CNC插補輸出給機床的移動指令最小單位(mm/脈沖)

·  D:檢測單位(Detection unit),能夠檢測出的機床的最小移動單位(mm/脈沖)

·  I:最小輸入增量(Least input increment),程序輸入的指令最小單位(mm/脈沖)

·  N:位置檢測器的每轉脈沖數(脈沖/轉)

·  t:伺服電機1轉產生的機床移動部件的移動量(mm/轉)

·  p:絲杠螺距(mm/轉)

·  i:傳動減速比

以上參數之間的關系如下:




通過CMR,可以將一個最小輸入增量(如0.001mm)細分為多個脈沖進行輸出。例如,在納米CNC系統中,送到數字伺服控制器的位置指令單位為1nm,遠比編程輸入單位(0.001mm)精細,可獲得高精度的加工表面,此時納米CNC系統的‍




通過DMR,可以將一個反饋脈沖細分為多個反饋脈沖輸出。例如,某直線軸的指令單位為1μm,滾珠絲杠螺距為10mm,直接連接(傳動減速比i∶1為1∶1),脈沖編碼器為2500線(N=2500脈沖/轉),要求檢測單位為1μm,則根據(式3),得



當機床制造商(MTB)制造機床時,選用的滾珠絲杠的導程(螺距)是不一樣的,要想達到分辨率1µm,就需要使用某個系數。 FANUC系統中F·FG(Flexible Feed Gear, 柔性進給齒輪比)的作用就是:通過使來自串行脈沖編碼器的位置反饋脈沖可變(不需要選定編碼器的線數),即可相對于各類滾珠絲杠的螺距、減速比而輕而易舉地設定檢測單位。如圖3所示。



圖3 FANUC半閉環系統分辨率匹配圖

CMR=Cmd Unit/Detect Unit。

F·FG相當于DMR,只不過DMR用于早年并行輸出型編碼器的設定,現在的脈沖編碼器都采用串行輸出,且伺服電機每轉動1周就從βi串行脈沖編碼器(電機內裝)返回1000000脈沖,故采用F·FG。

例如,直接連接螺距5mm/r的滾珠絲杠,檢測單位為1µm時,電機每轉動1周(5mm)所需的脈沖數為5000,因此根據(式3),



注:CNC內部自動將編碼器的每轉脈沖數N折算成1000000脈沖/轉(不考慮編碼器的實際分辨率)。

F·FG在SERVO SETTING畫面(如圖4所示)中以分子和分母的形式設置(=N/M),也可在參數PRM No.2084和No.2085中分別設定N和M。




友情提醒‍:SERVO SETTING畫面中的N和M僅表示分子和分母,與(式3)中的N(指編碼器的每轉脈沖數)是兩碼事,不可混淆。

F·FG是伺服初始化設定(SERVO SETTING)畫面中最重要的參數,若F·FG設置錯誤,機床就不能走出正確的位移,直接影響零件尺寸。

電子齒輪比是數控機床最重要的參數,關系著數控機床上機械與電氣的匹配。有興趣的朋友,或是外國粉絲可以觀看以下關于電子齒輪比的視頻
 
 
[ 打印本文 ]  [ 我要發稿 ]  [ 關閉窗口 ]

 

 
推薦圖文
推薦數控技術
點擊排行
網站首頁 | 關于我們 | 聯系客服 | 廣告合作 | 廣告位圖 | 使用協議 | 版權隱私 | 滬ICP備14038744號
Powered by DESTOON
 
无码亚洲制服在线视频 - 视频 - 在线观看 - 影视资讯 - 心悦网