Έρευνα σχετικά με την εφαρμογή και τη στρατηγική ελέγχου του σταδιακού κινητήρα σε μηχανήματα CNC

Τα εργαλεία μηχανών με αριθμητικό έλεγχο είναι ο βασικός εξοπλισμός της σύγχρονης μεταποιητικής βιομηχανίας,και η ακρίβεια και η αποδοτικότητα της μηχανικής τους επηρεάζουν άμεσα την ποιότητα των προϊόντων και την ανταγωνιστικότητα των επιχειρήσεωνΩς βασικός κινητήρας στα εργαλεία μηχανών CNC, οι σταπτέρ κινητήρες έχουν τα πλεονεκτήματα της ταχείας απόκρισης, της υψηλής ακρίβειας θέσης και του απλού ελέγχου.και χρησιμοποιούνται ευρέως στο σύστημα κίνησης των μηχανημάτων CNCΩστόσο, στις πρακτικές εφαρμογές, οι σταπτέρ κινητήρες έχουν προβλήματα όπως η ασταθής ακρίβεια βήματος και η εύκολη απώλεια βήματος κατά τη διάρκεια λειτουργίας χαμηλής ταχύτητας, τα οποία επηρεάζουν την απόδοση των εργαλείων μηχανών CNC.Συνεπώς, η μελέτη της εφαρμογής και των στρατηγικών ελέγχου των σταδιακών κινητήρων στα εργαλεία CNC είναι πολύ σημαντική.

Ⅰ- Εφαρμογή του σταδιακού κινητήρα σε μηχανήματα CNC

Σύστημα παροχής τροφοδοσίας

Οι σταδιακοί κινητήρες χρησιμοποιούνται κυρίως σε συστήματα servo drive των μηχανημάτων εργαλείων CNC για την επίτευξη ακριβούς κίνησης κάθε άξονα του εργαλείου μηχανής με τον έλεγχο της ταχύτητας και της κατεύθυνσης του σταδιακού κινητήρα.Το σύστημα servo drive έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά::

(1) Γρήγορη ταχύτητα απόκρισης:Ο σταδιακός κινητήρας έχει σύντομο χρόνο απόκρισης κατά τη διάρκεια των διαδικασιών εκκίνησης, διακοπής και στροφής, γεγονός που είναι ευεργετικό για τη βελτίωση της ταχύτητας επεξεργασίας του εργαλείου μηχανής.

(2) Υψηλή ακρίβεια θέσης:Ο κινητήρας βήματος διαθέτει λειτουργία υψηλής ακρίβειας τοποθέτησης βήματος, η οποία μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις των μηχανημάτων εργαλείων CNC για την ακρίβεια επεξεργασίας.

(3) Απλό έλεγχο:Το κύκλωμα κίνησης του σταπτέρ κινητήρα είναι απλό και εύκολο στον έλεγχο.

Σύστημα ανατροφοδότησης θέσης

Οι μηχανές βήματος μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε συστήματα ανατροφοδότησης θέσης στα εργαλεία μηχανών CNC, επιτυγχάνοντας έλεγχο κλειστού βρόχου σε κάθε άξονα του εργαλείου μηχανής ανιχνεύοντας την πραγματική θέση του κινητήρα βήματος.Το σύστημα ανατροφοδότησης θέσης έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

 (1) Βελτίωση της ακρίβειας επεξεργασίας:Μέσω ελέγχου κλειστού κυκλώματος, η θέση κάθε άξονα του εργαλείου μηχανής μπορεί να ρυθμιστεί σε πραγματικό χρόνο για τη βελτίωση της ακρίβειας της μηχανικής επεξεργασίας.

(2) Βελτίωση της σταθερότητας:Ο έλεγχος κλειστού βρόχου μπορεί να μειώσει τις δονήσεις και τα λάθη του εργαλείου μηχανής κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μηχανικής και να βελτιώσει τη σταθερότητα.

ⅡΈρευνα για τη στρατηγική ελέγχου του κινητήρα βήματος

Σχεδιασμός κυκλώματος κίνησης κινητήρα βήματος

(1) Τοπολογία κυκλώματος κίνησης:Επιλέγεται η κατάλληλη τοπολογία κυκλώματος κίνησης με βάση τη λειτουργία κίνησης του σταπτήρα, όπως κυκλώματος κίνησης H-bridge, κυκλώματος πλήρους κίνησης γέφυρας κλπ.

(2) Σχεδιασμός παραμέτρων κυκλώματος κίνησης:Με βάση τις παραμέτρους απόδοσης του σταδιακού κινητήρα, σχεδιάστε τις παραμέτρους του κυκλώματος κίνησης, όπως το ρεύμα κίνησης, η τάση κίνησης κλπ.

    Αλγόριθμος ελέγχου κινητήρα βήματος

    (1) Έλεγχος υποδιαίρεσης:Μέσω ελέγχου υποδιαίρεσης, βελτιώνεται η ακρίβεια σταδίου του σταδιακού κινητήρα και μειώνεται το φαινόμενο της απώλειας σταδίου κατά τη διάρκεια λειτουργίας χαμηλής ταχύτητας.

   (2) Προσαρμοστικός έλεγχος:Σύμφωνα με τις απαιτήσεις επεξεργασίας του εργαλείου μηχανής, ρυθμίστε προσαρμοστικά την ταχύτητα και την κατεύθυνση του βήμα κινητήρα για τη βελτίωση της ακρίβειας και της σταθερότητας της επεξεργασίας.

 (3) Ελέγχος αντι παρεμβολών: TΤα συστήματα που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κινητήρων βήματος πρέπει να είναι κατάλληλα για την αντιμετώπιση των ενδεχόμενων παρεμβολών κατά τη λειτουργία τους.

Αυτό το άρθρο επικεντρώνεται στην εφαρμογή των σταδιακών κινητήρων σε μηχανήματα CNC και διεξάγει σε βάθος έρευνα σχετικά με τις στρατηγικές ελέγχου τους.Με τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού του κυκλώματος κίνησης και τη βελτίωση του αλγόριθμου ελέγχου, η απόδοση των σταδιακών κινητήρων στα εργαλεία μηχανών CNC βελτιώθηκε.Η έρευνα σχετικά με τις στρατηγικές ελέγχου για τους σταδιακούς κινητήρες θα παρέχει ισχυρές εγγυήσεις για την ακρίβεια επεξεργασίας και τη σταθερότητα των μηχανημάτων εργαλείων CNC.