У замкнутих системах ЧПУ неузгодженість між дійсними і заданими величинами переміщень усувається при використанні вузла зворотного зв'язку (див. Рис. 1.8, б).
Мал. 1.8. Блок-схеми верстатів з розімкненим (а) і замкнутої (б) системами управління:
1 - вузол програми; 2 - вузол управління; 3 - вузол виконавчих механізмів; 4 - вузол зворотного зв'язку.
Існує ряд різновидів замкнутих систем. Найбільш поширеними з них є: а) для позиційного управління - лічильно-імпульсна і річна системи; б) для контурного управління - імпульсна стежить система.
В імпульсних стежать системах (рис. 1.10, в) відповідно до команд з блоку програми БП інтерполятор І видає імпульси, які прямують через підсилювач зчитування УС в блок стеження БС, що представляє собою реверсивний лічильник імпульсів. На виході БС створюється напруга, пропорційне числу накопичених в ньому імпульсів. Ця напруга підвищується в силовому підсилювачі У і подається на двигун Д приводу подачі робочого органу РВ. Двигун починає працювати, і РВ переміщається в заданому напрямку. При русі робочого органу імпульси датчика зворотного зв'язку ДОС направляються в БС і безперервно гасять в ньому надходять з інтерполятора командні імпульси. Через інерції механізму подач і самого робочого органу в блоці стеження утворюється деякий потенціал неузгодженості, пропорційний числу надлишкових імпульсів, ще не відпрацьованих механізмом подач. Чим більше цей потенціал, тим вище напруга на двигуні Д і, отже, більше частота його обертання і швидкість руху РВ.
Після припинення надходження від інтерполятора командних імпульсів рух робочого органу триває до тих пір, поки імпульси зворотного зв'язку не погасять весь потенціал, накопичений в БС.
Мал. 1.10. Функціональні схеми верстатів з ЧПУ:
а - кроків-імпульсна; б -счетно-імпульсна; в -імпульсная стежить; г - кодова.
У кодових системах (рис. 1.10, г) з блоку програми БП в схему збігу СС надходять сигнали, відповідні значенням координати, на яку згідно з програмою повинен вийти робочий орган РО (число в двійковому коді). Сигнали, пройшовши через блок управління БУ, викликають включення двигуна подачі Д в потрібному напрямку, і РВ починає переміщатися до заданої позиції. Датчик зворотного зв'язку ДОС формує і передає в схему збігу сигнали, відповідні фактичним значенням координат при русі робочого органу.
Як датчики зворотного зв'язку, що перетворюють лінійні або кругові рухи робочих органів в імпульси, в лічильно-імпульсних і імпульсних стежать системах застосовуються різні перетворювачі, і зокрема фотоелектричні імпульсні датчики.
Мал. 1.11. Схема фотоелектричного датчика зворотного зв'язку:
а - розташування елементів датчика; б - схема освіти муарових смуг.
Схема лінійного фотоелектричного імпульсного датчика зворотного зв'язку показана на рис. 1.11, а. Скляна лінійка 1 датчика кріпиться уздовж напрямних столу (або супорта) на станині. На лінійці нанесені непрозорі штрихи з кроком, рівним величині дискретності системи (наприклад, 0,01 мм). На столі верстата встановлена каретка з двигуном 3, фото-елементами 4 і 6 і освітлювачем 2. Движок 3 являє собою коротку лінійку, подібну лінійці 1, але зі штрихами, розташованими похило. При переміщенні столу з движком щодо лінійки 1 в просвіті движка і лінійки з'являються широкі непрозорі горизонтальні муарові смуги (рис. 1.11, б), що переміщаються у вертикальному напрямку і сприймаються фотоелементами. Кожна муарова смуга відповідає імпульсу, який можна «оцінити» як крок між штрихами лінійки 1. Сигнали фотоелементів 4 і 6, освітлюваних через відбивач 5, різні за часом. Цей зсув фаз сигналів використовується для визначення напрямку переміщення столу.
Кодові датчики зворотного зв'язку перетворять координати робочих органів в сигнали, відповідні числам в двійковому коді, за допомогою кодових шкал.
Мал. 1.12. Схеми кодових датчиків зворотного зв'язку. а - в коді Грея; б - в двійковому коді 8-4-2-1.
На рис. 1.12 показані схеми найпростіших датчиків - кодових лінійок, що розташовуються на верстаті паралельно на правлінню руху робочого органу. Сигнали знімаються з лінійок за допомогою електричних щіток, разметенних на рухомому органі верстата.
Кодова шкала складена з металевих і неметалевих ділянок (заштриховані і незаштриховані квадрати на рис. 1.12). Металеві ділянки забезпечують електричний контакт зі щітками датчика, а неметалеві (ізолюючі) не дають такого контакту. При русі робочого органу щітки датчика послідовно проходять ділянки, зчитуючи з лінійки різні їх комбінації. При цьому якщо щітка контактує з металевим ділянкою, то по лінії зворотного зв'язку в схему збіги подається відповідний сигнал. Як тільки комбінація сигналів з датчика зворотного зв'язку буде відповідати комбінації сигналів, заданих в керуючій програмі, схема збігу подасть команду на припинення подачі. Систему налаштовують так, що дещо раніше фактичного виходу РВ в задану позицію швидкість руху РВ перемикається на сповільнену. Остаточний висновок РВ на задану координату на уповільненому ходу проводиться з контролем від іншого, більш чутливого датчика. Завдяки цьому вдається знизити вплив інерційних навантажень і досягти високої точності позиціонування.
У кодових лінійках можуть бути використані різні варіанти кодів. Перші кодові лінійки були побудовані на основі двійкової системи числення в коді 8-4-2-1 (рис. 1.12, б). Їх недолік полягає в тому, що контакти щіток можуть перекривати проміжки між ділянками і датчик в окремих випадках буде формувати помилкові сигнали. Щоб уникнути цього, для побудови кодових лінійок використовують інші коди, наприклад так званий однопеременний код Грея (рис. 1.12, а).
Передрук матеріалів заборонена.
Допоможіть іншим людям знайти бібліотеку розмістіть посилання: