CNC 공작 기계에서 인코더 및 격자 통치자는 모두 핵심 위치 피드백 구성 요소입니다. 그것들은 다른 기술 원칙과 응용 시나리오로 인해 비슷한 기능을 가지고 있으며 보완적인 관계를 형성합니다. 다음은 작업 원칙, 응용 프로그램 시나리오, 시너지 등의 측면에서 둘 사이의 관계에 대한 자세한 분석입니다.
인코더 및 격자 통치자의 기본 개념과 원리
인코더
구조 및 원리 :
모터 샤프트 또는 리드 스크류의 끝에 설치되면 회전 각도를 광전, 자기 전기 및 기타 방법을 통해 전기 신호로 변환합니다. 증분 엔코더 및 절대 인코더로 나뉩니다.
증분 엔코더 : 펄스 신호를 출력하고, 펄스를 계산하여 회전 각도와 속도를 결정하며, 기준 포인트 재설정 (예 : 공작 기계 제로 리턴)이 필요합니다.
절대 인코더 : 각 위치는 고유 한 코드에 해당하며, 절대 위치는 기준점없이 직접 얻을 수 있습니다.
핵심 기능
모터 또는 리드 스크류의 회전 각도를 측정하고 반응 루프 시스템의 속도 제어 및 위치 피드백에 사용되는 워크 벤치 (피치 변환을 통해)의 변위를 간접적으로 계산합니다.
선형 스케일 / 광학 격자
구조와 원리
스케일 격자 (공작 기계 가이드 레일에 고정)와 독서 헤드 (이동 부품에 설치)로 구성됩니다. 선형 변위를 격자 줄무늬의 Moiré 효과를 통해 전기 신호로 변환합니다.
핵심 기능 :
마이크론 레벨까지의 정확도로 워크 벤치의 선형 변위 (예 : 0. 5μm, 1μm)를 직접 측정하고 리드 스크류 피치 오류, 열 변형 등의 영향을 피하기 위해 폐쇄 루프 시스템의 위치 피드백에 사용됩니다.
인코더와 격자 통치자의 관계
피드백 경로의 차이 : 반 결국 루프와 전체 폐쇄 루프의 주요 차이점
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유형 |
인코더 (반응 루프) |
선형 스케일 (완전 폐쇄 루프) |
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측정 객체 |
모터/나사의 회전 각도 (간접적으로 변위를 반영) |
작업 테이블의 선형 변위 (직접 측정) |
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오류의 원천 |
나사 피치 오류, 열 신장 등의 영향 |
변속기 체인 오류를 직접 피하면 정확도는 격자 통치자 자체에 따라 다릅니다. |
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응용 프로그램 시나리오 |
중간 및 저 정밀 공작 기계 (예 : 일반 가공 센터, 선반) |
고정밀 공작 기계 (예 : Precision Grinders, Jig Boring Machines) |
기능적 시너지 : 시스템 정확도 및 안정성 향상
반 결국 루프 시스템 (인코더 만 해당) :
비용은 낮지 만 트랜스미션 체인 오류 (예 : 나사 마모 및 클리어런스)는 작업 테이블 변위에 축적되며 정밀 요구 사항이 낮은 시나리오에 적합합니다.
전체 폐쇄 루프 시스템 (Encoder + grating inuler) :
인코더는 운동 속도 제어 및 예비 위치 피드백에 사용되며 격자 규칙은 최종 변위 보상을 제공합니다.
이 둘의 조합은 "이중 피드백"을 달성 할 수 있습니다.
인코더는 스텝 손실을 피하기 위해 모터 실행 상태를 실시간으로 모니터링합니다.
격자 눈금자는 트랜스미션 체인 오류를 수정하여 작업 테이블 포지셔닝 정확도가 미크론 레벨에 도달합니다.
일반적인 경우 : 고정밀 가공 센터가 고속으로 절단 될 때 인코더는 모터 속도의 안정성을 보장하고 격자 규칙은 윤곽 오류를 피하기 위해 작업 테이블 위치를 실시간으로 보정합니다.
기술적 상보성 : 해상도와 범위 간의 균형
인코더 :
고해상도 (예 : {20- 비트 절대 엔코더의 해상도는 혁명 당 4096 × 1024 펄스입니다) 변위 정확도는 리드 스크류 정확도에 의해 제한되며, 이는 회전 각도 및 속도를 측정하는 데 적합합니다.
격자 통치자 :
해상도는 라인 밀도 (예 : 세분화 후 2 0} μm 피치 격자 규칙의 정확도는 0.1μm)에 달려 있으며, 범위는 여러 미터 (예를 들어, 기계 공구 테이블의 이동)를 커버 할 수 있으며, 이는 장거리 선형 변위의 고정산 측정에 적합합니다.
실제 응용 프로그램에서 선택 및 일치
정확도 요구 사항에 따른 선택
저 반영 시나리오 : 일반 선반, 드릴링 머신 등은 증분 엔코더 만 충족 할 수 있습니다.
중간 규정 시나리오 : 일반적인 가공 센터는 볼 스크류 예압과 함께 고정밀 인코더 (예 : 24- 비트 절대)를 사용하여 전송 오류를 줄일 수 있습니다.
고정밀 시나리오 : 광학 처리 공작 기계 및 5 축 연결 장비는 격자 통치자를 사용하여 완전히 폐쇄 루프 시스템을 구축해야합니다. 일부 고급 장비는 듀얼 인코더 (모터 엔드 + 나사 끝) 및 격자 통치자를 동시에 사용하여 트리플 피드백을 달성합니다.
비용과 유지 보수 사이의 절충
인코더 : 저렴한 비용, 간단한 설치 및 유지 보수 (모터 샤프트에서만 고정해야 함) 그러나 커플 링이 느슨한 지 정기적으로 확인해야합니다 (각도 측정 편차를 피하기 위해).
격자 통치자 : 높은 비용 (특히 고정밀 격자 통치자), 엄격한 설치 요구 사항 (스케일 격자 및 독서 헤드의 병렬 처리가 필요함), 먼지 및 절단 유체 오염이 필요하며 유지 보수 비용이 높습니다.
요약
인코더는 모터 드라이브의 "눈"이며, 회전 운동의 정확한 측정 및 속도 제어를 담당합니다.
격자 통치자는 워크 벤치의 "통치자"이며, 이는 선형 변위의 최종 정확도를 직접 교정합니다.
CNC 공작 기계에서,이 두 개는 CNC 시스템 (CNC)의 알고리즘을 통해 통합되어 "반응 루프 거친 제어 + 전체 폐쇄 루프 미세 제어"의 복합 제어 모드를 형성하여 처리 정확도를 보장합니다. 예를 들어, 금형 처리에서 인코더는 공구 속도의 안정성을 보장하고 격자 규칙은 표면 윤곽의 미크론 수준 정확도를 보장하며 필수 불가능하지 않습니다.
CNC 공작 기계는 두 가지의 공동 작업을 통해 현대 정밀 가공의 핵심 기술 기반 인 고속 모션에서 "정확한 포지셔닝"및 "안정적인 절단"을 달성 할 수 있습니다.
