Fonction des échelles linéaires dans les centres d'usinage CNC

Les balances linéaires (également appelées balances optiques linéaires) sont des composants clés pour obtenir un contrôle de haute précision dans les centres d'usinage CNC.Leur fonction principale est de fournir une rétroaction de position linéaire de haute précision pour un contrôle complet en boucle fermée, ce qui améliore considérablement la précision de positionnement, la répétabilité et la précision d'usinage de la machine-outil.
Les principales fonctions et avantages sont expliqués en détail ci-dessous:

1Réalisez le véritable contrôle en boucle fermée
Les centres d'usinage standard utilisent généralement des encodeurs rotatifs montés sur l'arbre du servomoteur pour la rétroaction de position, appelée contrôle en boucle semi-fermé.Cette méthode mesure uniquement l'angle de rotation du moteur et le convertit en déplacement linéaire de la table de travail par des mécanismes de transmission tels que des vis à billes.
Cependant, la chaîne de transmission (vis, écrous, accouplements, roulements, etc.) souffre de réactions négatives, de déformation élastique, d'expansion thermique, d'usure et d'erreurs de pas.Le codeur ne peut pas détecter l'écart entre la position réelle de la table de travail et la position théorique causée par ces facteurs.
Une balance linéaire est installée directement entre la table de travail et le lit de la machine, mesurant le déplacement linéaire réel en temps réel.Ce vrai signal de position est retourné au système CNC.
Le système CNC compare la position réelle de l'échelle linéaire avec la position cible du programme, calcule l'erreur et envoie des commandes de correction au servo-entraînement.L'entraînement ajuste le moteur jusqu'à ce que la position réelle correspond à la cible, formant un processus en boucle fermée complète:Command → Exécution → Mesure réelle → Correction → Command.

2Éliminer les erreurs de transmission et améliorer la précision

Il s'agit de la valeur la plus importante des échelles linéaires.le système à échelle linéaire peut détecter et compenser en temps réel diverses erreurs de transmission:
Erreurs d'enroulement de la vis à bille
L'allongement thermique de la vis causé par la chaleur d'usinage
Réaction de l'usure de la vis et de l'écrou
Réaction inverse lors de changements de direction
Déformation élastique due à la force de coupe et à l'accélération
Erreurs de droiture et de parallélisme des guides linéaires
Avec une telle compensation, la précision de positionnement de la machine peut atteindre de manière stable le niveau de micron (μm) ou même sous-micron.

3Améliorer la précision de l'usinage et la qualité de la surface
Une précision de contrôle de position plus élevée améliore directement la précision dimensionnelle, la précision de la forme et la précision de la position des pièces usinées.Un contrôle de position plus précis permet également d'obtenir une meilleure finition de la surface.

4Améliorer les performances dynamiques
Bien que les échelles linéaires n'augmentent pas directement la vitesse, la rétroaction en temps réel de haute précision permet au système de suivre avec précision le chemin commandé pendant l'alimentation à grande vitesse,réduire les erreurs suivantes et obtenir de meilleures performances dynamiques tout en maintenant la précision.

5. Maintenir la précision à long terme et réduire les coûts de maintenance
Même si les pièces de transmission telles que les vis à billes s'usent progressivement au fil du temps, le système d'échelle linéaire peut détecter et compenser en permanence les erreurs résultantes.Cela permet à la machine de maintenir une haute précision pendant une plus longue période et réduit les exigences strictes pour la précision des composants consommables.

Résumé
La fonction principale d'une échelle linéaire est de contourner les liaisons de transmission intermédiaires, d'obtenir directement la position réelle des pièces mobiles et d'obtenir un contrôle en boucle fermée complète de haute précision.Il est un composant indispensable pour les centres d'usinage haut de gamme pour effectuer ultra-précision, hautement stable et d'usinage durable.