Funzione delle scale lineari nei centri di lavorazione CNC

Le scale lineari (noto anche come scale ottiche lineari) sono componenti chiave per ottenere un controllo di alta precisione nei centri di lavorazione CNC.La loro funzione principale è quella di fornire un feedback di posizione lineare ad alta precisione per il controllo completo del circuito chiuso, che migliora notevolmente la precisione di posizionamento, la ripetibilità e la precisione di lavorazione della macchina utensile.
Le funzioni e i vantaggi principali sono spiegati in dettaglio di seguito:

1Realizzare il vero controllo a ciclo chiuso.
I centri di lavorazione standard utilizzano in genere codificatori rotanti montati sull'albero del servomotore per il feedback della posizione, noto come controllo a ciclo semiclosso.Questo metodo misura solo l'angolo di rotazione del motore e lo converte in spostamento lineare del tavolo da lavoro attraverso meccanismi di trasmissione come viti a sfera.
Tuttavia, la catena di trasmissione (vite, dadi, accoppiamenti, cuscinetti, ecc.) soffre di reazioni contrarie, deformazioni elastiche, espansione termica, usura e errori di passo.Il codificatore non può rilevare la deviazione tra la posizione effettiva del tavolo da lavoro e la posizione teorica causata da questi fattori.
Una bilancia lineare è installata direttamente tra il tavolo di lavoro e il letto della macchina, misurando in tempo reale lo spostamento lineare effettivo.Questo segnale di posizione reale viene inviato al sistema CNC.
Il sistema CNC confronta la posizione effettiva della scala lineare con la posizione di destinazione del programma, calcola l'errore e invia comandi di correzione al servo drive.L'azionamento regola il motore fino a quando la posizione effettiva corrisponde al bersaglio, formando un processo completo a circuito chiuso:Comando → Esecuzione → Misurazione effettiva → Correzione → Comando.

2. Eliminare gli errori di trasmissione e migliorare la precisione

Questo è il valore più importante delle scale lineari. Misurando direttamente la posizione reale delle parti mobili finali,il sistema a scala lineare può rilevare e compensare vari errori di trasmissione in tempo reale:
Errori di passo della vite a sfera
Allungamento termico della vite causato dal calore di lavorazione
Risposta negativa dell'usura della vite e del dado
Risposta inversa durante i cambi di direzione
Deformazione elastica da forza di taglio e accelerazione
Errori di rettilineità e di parallelizzazione delle guide lineari
Con tale compensazione, la precisione di posizionamento della macchina può raggiungere in modo stabile il livello micron (μm) o anche sub-micron.

3. Migliorare la precisione di lavorazione e la qualità della superficie
Una maggiore precisione di controllo della posizione migliora direttamente la precisione dimensionale, la precisione della forma e la precisione della posizione delle parti lavorate.Un controllo della posizione più preciso aiuta anche a ottenere una migliore finitura della superficie.

4. Migliorare le prestazioni dinamiche
Sebbene le scale lineari non aumentino direttamente la velocità, il feedback in tempo reale ad alta precisione consente al sistema di tracciare con precisione il percorso comandato durante l'alimentazione ad alta velocità,ridurre gli errori successivi e ottenere prestazioni dinamiche migliori mantenendo la precisione.

5. Mantenere la precisione a lungo termine e ridurre i costi di manutenzione
Anche se le parti di trasmissione, come le viti a sfera, si consumano gradualmente nel tempo, il sistema di scala lineare può rilevare e compensare continuamente gli errori risultanti.Ciò consente alla macchina di mantenere un'elevata precisione per un periodo più lungo e riduce i severi requisiti per la precisione dei componenti consumabili.

Riassunto
La funzione principale di una scala lineare è quella di bypassare i collegamenti di trasmissione intermedi, ottenere direttamente la posizione reale delle parti in movimento e ottenere un controllo a circuito chiuso completo ad alta precisione.È un componente indispensabile per i centri di lavorazione di fascia alta per eseguire ultra-precisione, altamente stabile e di lunga durata.