As escalas lineares (também conhecidas como escalas ópticas lineares) são componentes-chave para alcançar um controle de alta precisão em centros de usinagem CNC.Sua função principal é fornecer um feedback de posição linear de alta precisão para controle completo de circuito fechado, o que melhora muito a precisão de posicionamento, a repetibilidade e a precisão de usinagem da máquina-ferramenta.
As principais funções e vantagens são explicadas em pormenor abaixo:
1Perceber o verdadeiro controle completo de circuito fechado
Os centros de usinagem padrão normalmente usam codificadores rotativos montados no eixo do servomotor para feedback de posição, conhecido como controle de circuito semi-fechado.Este método mede apenas o ângulo de rotação do motor e o converte em deslocamento linear da mesa de trabalho através de mecanismos de transmissão, tais como parafusos de esferas.
No entanto, a cadeia de transmissão (tornos, porcas, acoplamentos, rolamentos, etc.) sofre de reação negativa, deformação elástica, expansão térmica, desgaste e erros de passo.O codificador não pode detectar o desvio entre a posição real da mesa de trabalho e a posição teórica causada por estes fatores.
Uma balança linear é instalada diretamente entre a mesa de trabalho/cabeça e o leito da máquina, medindo o deslocamento linear real em tempo real.Este sinal de posição verdadeira é alimentado de volta para o sistema CNC.
O sistema CNC compara a posição real da escala linear com a posição de destino do programa, calcula o erro e envia comandos de correção para o servo-acionamento.A unidade ajusta o motor até que a posição real corresponde ao alvo, formando um processo de circuito fechado completo:Comando → Execução → Medição real → Correção → Comando.
2Eliminar erros de transmissão e melhorar a precisão
Este é o valor mais importante das escalas lineares. Medindo directamente a posição real das partes móveis finais,O sistema de escala linear pode detectar e compensar vários erros de transmissão em tempo real:
Erros de passo do parafuso de esferas
Prolongamento térmico do parafuso causado pelo calor de usinagem
Reacção negativa do desgaste do parafuso e da porca
Reacção inversa durante mudanças de direção
Deformação elástica da força de corte e aceleração
Erros de retidão e de paralelismo dos guias lineares
Com tal compensação, a precisão de posicionamento da máquina pode atingir de forma estável o nível de micrômetro (μm) ou mesmo sub-micrômetro.
3. Melhorar a precisão de usinagem e a qualidade da superfície
A maior precisão do controle de posição melhora diretamente a precisão dimensional, a precisão da forma e a precisão posicional das peças usinadas.Um controle de posição mais preciso também ajuda a obter um melhor acabamento da superfície.
4. Melhorar o desempenho dinâmico
Embora as escalas lineares não aumentem diretamente a velocidade, o feedback em tempo real de alta precisão permite que o sistema rastreie com precisão o caminho comandado durante a alimentação de alta velocidade,Reduzir os seguintes erros e alcançar um melhor desempenho dinâmico, mantendo a precisão.
5. Manter a precisão a longo prazo e reduzir os custos de manutenção
Mesmo que as peças de transmissão, como parafusos de esferas, se desgastem gradualmente ao longo do tempo, o sistema de escala linear pode detectar e compensar continuamente os erros resultantes.Isso permite que a máquina mantenha alta precisão por um período mais longo e reduz os requisitos rigorosos para a precisão dos componentes consumíveis.
Resumo
A função principal de uma escala linear é contornar ligações de transmissão intermediárias, obter diretamente a posição real das peças em movimento e alcançar um controle de circuito fechado completo de alta precisão.É um componente indispensável para centros de usinagem de ponta para realizar ultra-precisão, altamente estável e de longa duração de usinagem.
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