Точность координатного позиционирования фрезерного станка с ЧПУ напрямую зависит от выбранной архитектуры обратной связи сервоприводов. Косвенное измерение смещений по энкодеру электродвигателя не способно учесть тепловое удлинение винта ШВП, упругие деформации опор и люфты в кинематике. Прямое измерение координат с помощью оптических измерительных линеек и круговых энкодеров компании Heidenhain замыкает измерительный контур Closed Loop непосредственно на рабочих органах станка, обеспечивая микронную точность позиционирования.
Принцип прямого измерения координат Closed Loop
В схеме Closed Loop оптическая измерительная головка закрепляется на суппорте станка, а прецизионная стеклянная или стальная шкала монтируется на неподвижной станине. Контроллер ЧПУ непрерывно сравнивает фактическое физическое положение рабочего органа с заданным значением управляющей программы. Любые механические погрешности винтовой пары, тепловые смещения и люфты мгновенно компенсируются сервоприводом. Это полностью устраняет погрешность позиционирования инструмента.
Расчет результирующей ошибки позиционирования с оптической линейкой учитывает только погрешность шкалы:
E_total = E_scale + delta_T * L_axis * (alpha_scale - alpha_bed)где параметр E_scale обозначает паспортную точность оптической шкалы, произведение разностей учитывает разницу температурных коэффициентов расширения шкалы и чугунной станины.
Оптическое сканирование дифракционных решеток DIADUR
Шкалы Heidenhain изготавливаются по запатентованной технологии DIADUR путем нанесения тончайших хромовых штрихов на стеклокерамическую подложку Zerodur с околонулевым тепловым расширением. Оптическая головка формирует интерференционную картину дифракционного рассеяния света светодиода на штрихах решетки с шагом двадцать микрометров. Встроенный интерполятор преобразует синусоидальные сигналы в дискретные цифровые импульсы с разрешением до одного нанометра.
Оптические линейки требуют непрерывной подачи очищенного сухого воздуха под давлением 0.2 бара для защиты внутренней полости корпуса от масляного тумана и СОЖ.
Преимущества прямого оптического контроля координат включают следующие характеристики:
- Полная компенсация циклической и накопленной погрешности шага ходового винта ШВП.
- Устранение температурного увода линейных осей станка при интенсивной круглосуточной работе.
- Гарантированное сохранение допусков взаимного расположения соосных отверстий корпусов.
- Повышение динамической жесткости и виброустойчивости замкнутого контура привода.
Подобрать оборудование под вашу задачу
Защищенные герметичные линейные датчики Heidenhain
Серии герметичных датчиков LC 100 и LC 400 разработаны специально для тяжелых условий эксплуатации внутри рабочей зоны фрезерных станков с ЧПУ. Прочный алюминиевый корпус коробчатого сечения оснащен эластичными двойными уплотнительными кромками из фторкаучука, надежно защищающими оптическую шкалу. Сканирующая каретка перемещается внутри корпуса на миниатюрных прецизионных подшипниках, соединенных с монтажным поводком через упругую развязку.
Фрезерные станки с ЧПУ по размерам рабочей зоны
Весь раздел →
3D Фрезерный станок c ЧПУ Wattsan A1 1616
3D Фрезерный станок c ЧПУ Wattsan A1 1616 NcStudio
3D Фрезерный станок c ЧПУ Wattsan A1 1616 RichAuto
- Монтаж корпуса оптической линейки на выверенную фрезерованную площадку станины станка.
- Регулировка зазора между сканирующей головкой и корпусом с помощью монтажной пластины.
- Подключение трубки подачи защитного осушенного сжатого воздуха с микрофильтрацией.
- Калибровка реперных меток Distance-Coded в системе числового программного управления.
| Серия измерительного датчика | Длина измерения хода, мм | Класс точности шкалы, мкм/м | Интерфейс передачи данных |
|---|---|---|---|
| Heidenhain LC 115 (абсолютная) | 140 - 4240 | +/- 3.0 | EnDat 2.2 / Fanuc / Mitsubishi |
| Heidenhain LC 485 (компактная) | 70 - 2040 | +/- 2.0 | EnDat 2.2 / Siemens DRIVE-CLiQ |
| Heidenhain RCN 8380 (угловой) | Диаметр 110 мм | +/- 1.0 угловая секунда | EnDat 2.2 чисто цифровой |
Прецизионные угловые энкодеры серии RCN
Для прямого контроля поворотно-наклонных столов и шпиндельных поворотных головок пятиосевых станков применяются встроенные угловые энкодеры серии RCN со сквозным полым валом. Прецизионная круговая шкала на стеклянном диске содержит миллионы делений, обеспечивая угловое разрешение до тридцати двух бит на один оборот. Прямой монтаж энкодера на ось стола устраняет влияние мертвого хода редуктора и упругой податливости муфт.
Высокое разрешение энкодера гарантирует идеальное качество чистовой поверхности при непрерывной многоосевой интерполяции.
Цифровой протокол передачи данных EnDat 2.2
Датчики Heidenhain используют скоростной помехозащищенный интерфейс EnDat 2.2 для двусторонней связи с контроллером ЧПУ по одной экранированной витой паре. Протокол передает абсолютные значения координат сразу при включении станка без необходимости выполнения процедуры поиска нуля. Дополнительно передаются диагностические данные о температуре шкалы, загрязнении оптики и амплитуде сигналов, обеспечивая предиктивный мониторинг станочного парка.
