Rutulinio sraigto padėties skyra: kaip ją apskaičiuoti pagal švino, kodavimo įrenginio skaičių ir pavaros santykį

 

Rutulinio sraigto padėties nustatymo skiriamoji geba apibūdina mažiausią teorinį linijinį judėjimą, atstovaujamą vienu variklio komandos žingsniu arba vienu grįžtamojo ryšio skaičiumi. Jį galima apskaičiuoti pagal rutulinio sraigto laidą, variklio žingsnių skaičių arba daviklio skaičių per apsisukimą ir bet kokį perdavimo santykį tarp variklio ir varžto.

Pats skaičiavimas yra paprastas. Sunkumas yra suprasti, ką iš tikrųjų reiškia rezultatas. Apskaičiuota 0,5 μm skiriamoji geba nereiškia, kad mašina gali nustatyti padėtį ± 0,5 μm tikslumu. Rutulinio sraigto laido klaida, laisvumas, elastinė deformacija, tvirtinimo tikslumas, šiluminis plėtimasis ir valdiklio veikimas gali padaryti realią padėties nustatymo klaidą daug didesnę.

Šiame vadove paaiškinama, kaip teisingai apskaičiuoti rutulinio sraigto padėties nustatymo skiriamąją gebą ir kaip atskirti teorinę skiriamąją gebą nuo padėties nustatymo tikslumo ir pakartojamumo.

Kas yra rutulinio sraigto padėties nustatymo skiriamoji geba?

Kai rutulinis varžtas sukasi vienu pilnu apsisukimu, veržlė pasislenka vienu varžto laidu. Todėl 5 mm švino rutulinis varžtas perkelia veržlę 5 mm per kiekvieną pilną varžto apsisukimą.

Variklis ir valdiklis padalija tą apsisukimą į mažesnius kampinius žingsnius. Šie padidėjimai gali būti išreikšti taip:

• Koderis skaičiuoja servo variklį
• Visi žingsniai arba mikrožingsniai žingsniniam varikliui
• Komandiniai impulsai iš judesio valdiklio
• Grįžtamasis ryšys skaičiuojamas iš linijinio arba rotacinio kodavimo įrenginio

Rutulinio sraigto padėties nustatymo skiriamoji geba yra teorinė tiesinė eiga, atitinkanti vieną iš šių žingsnių.

Pagrindinė rutulinių varžtų skiriamosios gebos formulė

Tiesiogiai sujungtam varikliui ir rutuliniam varžtui:

Simbolių naudojimas:

R = L ÷ N

Kur:

• R= teorinė tiesinė skiriamoji geba, paprastai mm/skaičiui arba μm/skaičiui
• L= rutulinio sraigto laidas mm / apsisukimas
• N= efektyvių variklio žingsnių, komandų impulsų arba kodavimo įrenginio skaičiavimų vienam apsisukimui

Jei rutulinis sraigtas turi 5 mm laidą ir sistema užtikrina 10 000 efektyvių skaičiavimų vienam varžto apsisukimui:

R=5 ÷ 10,000=0.0005 mm/skaičiui

0,0005 mm=0.5 μm

Todėl teorinis grįžtamojo ryšio prieaugis yra 0,5 μm vienam skaičiavimui.

Kaip pavaros santykis keičia tiesinę skiriamąją gebą

Kai kuriose ašyse naudojama pavarų dėžė arba paskirstymo{0}}diržo transmisija tarp variklio ir rutulinio varžto. Siekiant išvengti painiavos, šiame straipsnyje perdavimo santykis apibrėžiamas taip:

i=Variklio apsisukimai ÷ Rutulinio sraigto apsisukimai

Pagal šį apibrėžimą 2:1 sumažinimas reiškia, kad variklis sukasi du kartus, o rutulinis varžtas sukasi vieną kartą. Visa formulė tampa tokia:

R = L ÷ (N × i)

Šis apibrėžimas turi būti patikrintas prieš naudojant pavarų dėžės arba skriemulio katalogo vertę. Kai kurie gamintojai išreiškia santykį priešinga kryptimi.

Pavyzdys: 5 mm švinas su 2:1 sumažinimu

• Rutulinio varžto laidas: 5 mm
• Koderio skiriamoji geba: 10 000 skaičiavimų vienam variklio apsisukimui
• Perdavimo koeficientas: 2 variklio apsisukimai vienam varžto apsisukimui

R = 5 ÷ (10,000 × 2)

R=0.00025 mm=0.25 μm/skaičiui

Sumažinimas pagerina teorinę tiesinę skiriamąją gebą, nes vienam rutulinio sraigto apsisukimui reikia daugiau variklio skaičiavimų. Tačiau tai taip pat sumažina linijinį atstumą, nuvažiuotą esant tam tikram variklio greičiui. Taip pat reikia atsižvelgti į pavarų dėžės laisvumą, diržo elastingumą ir transmisijos paklaidą.

Servo variklio pavyzdys

Apsvarstykite servo{0}}varomą CNC ašį su šiomis sąlygomis:

• Rutulinis varžtas: SFU1605
• Nominalus skersmuo: 16 mm
• Švinas: 5 mm
• Efektyvi grįžtamojo ryšio skiriamoji geba: 10 000 skaičiavimų vienam variklio apsisukimui
• Sujungimas: tiesioginis sujungimas

R = 5 ÷ 10,000

R=0.0005 mm=0.5 μm/skaičiui

Jei ašiai liepiama pasislinkti 20 mm, teorinis skaičiavimų skaičius yra:

Būtinas skaičius=Kelionės atstumas ÷ Rezoliucija

20 ÷ 0.0005=40 000 skaičius

Tą patį rezultatą galima patikrinti naudojant varžtų apsisukimus:

• 20 mm eiga ÷ 5 mm švino=4 varžto apsisukimai
• 4 apsisukimai × 10 000 skaičiai=40 000 skaičiai

Abu metodai duoda tą patį rezultatą, patvirtinantį, kad vieneto konvertavimas yra nuoseklus.

Žingsninio variklio pavyzdys

Standartinis 1,8 laipsnių žingsninis variklis turi 200 žingsnių per apsisukimą:

360 laipsnių ÷ 1,8 laipsnio=200 žingsniai / apsisukimas

Jei vairuotojas nustatytas į 16 mikrožingsnių per visą veiksmą:

200 × 16=3, 200 mikrožingsnių per apsisukimą

Tiesiogiai varomam 5 mm švino rutuliniam varžtui:

R = 5 ÷ 3,200

R=0.0015625 mm=1.5625 μm/mikrožingsnis

Tai yra teorinis komandos padidėjimas. Tai neturėtų būti aiškinama kaip garantuotas 1,5625 μm padėties nustatymo tikslumas. Variklio sukimo momentas, apkrova, trintis, rezonansas ir mikrožingsnio judėjimo ne-tiesiškumas gali neleisti kiekvienam įsakytam mikroveiksmui sukurti vienodą mechaninį poslinkį.

Nepainiokite PPR su koduotuvo skaičiais

Kodavimo terminologija ne visada vartojama nuosekliai. Inkrementinis kvadratūros koduotuvas gali būti nurodytas impulsais per apsisukimą, o judesio valdiklis skaičiuoja tiek A, tiek B kanalų kylančius ir nusileidžiančius kraštus.

Pavyzdžiui, 2500 PPR kvadratūros kodavimo įrenginys gali sukurti:

2 500 PPR × 4=10 000 skaičių per apsisukimą

Jei skiriamosios gebos formulėje 2500 vietoj 10000, apskaičiuotas tiesinis prieaugis būtų keturis kartus per didelis. Prieš apskaičiuodami patikrinkite, ar pavaros dokumentuose nurodyta:

• Impulsų skaičius per apsisukimą
• Eilučių per apsisukimą
• Skaičiuojama už apsisukimą
• Komandiniai impulsai vienam variklio apsisukimui
• Efektyvi grįžtamojo ryšio raiška po elektroninės pavaros

Saugiausias būdas yra naudoti pavaros arba valdiklio atpažintus efektyvius skaičius, o ne pasikliauti tik koduotuvo etikete.

Kaip rutulinio sraigto švinas veikia skiriamąją gebą

Naudojant tą pačią variklio ir grįžtamojo ryšio skiriamąją gebą, mažesnis laidas sukuria geresnę teorinę linijinę skiriamąją gebą.

Mažesnis laidas užtikrina geresnę skiriamąją gebą ir didesnį mechaninį pranašumą, o didesnis laidas sukuria didesnį linijinį greitį tuo pačiu sraigto sukimosi greičiu. Todėl renkantis šviną reikalinga pusiausvyra tarp skiriamosios gebos, greičio, variklio sukimo momento ir leistino rutulinio sraigto sukimosi greičio.

Apie ryšį tarp švino, sukimosi greičio ir eigos žrKaip apskaičiuoti rutulinio sraigto laidą.

Rezoliucija nėra tas pats, kas padėties nustatymo tikslumas

Teorinė skiriamoji geba tik apibūdina, kaip tiksliai valdymo sistema padalija vieną apsisukimą. Jame nenurodoma, kaip arti ašis pasiekia nurodytą fizinę padėtį.

Pavyzdžiui, ašies teorinė skiriamoji geba gali būti 0,5 μm / skaičius, tačiau naudojamas C7 rutulinis varžtas, kurio sukaupta eigos paklaida yra daug didesnė nei 0,5 μm. Valdiklis gali valdyti labai mažus žingsnius, tačiau mechaninė sistema nebūtinai gali atkurti kiekvieną žingsnį tokiu pat tikslumu.

Rutulinio sraigto tikslumo laipsniai apibūdina leistiną eigos nuokrypį, o ne kodavimo skiriamąją gebą. Sužinokite daugiauKas yra rutulinio sraigto laido tikslumas? C3, C5 ir C7 paaiškinta.

Kas lemia tikrąjį ašies tikslumą?

Apskaičiavus teorinę skiriamąją gebą, dar reikia įvertinti šiuos mechaninius ir valdymo veiksnius.

Rutulinio sraigto laido klaida

Tikroji veržlės eiga gali skirtis nuo vardinio laido. Šis nuokrypis kaupiasi per eigos ilgį ir yra kontroliuojamas rutulinio varžto tikslumo laipsnio.

Atsukimo ir atbulinės eigos klaida

Ašinis tarpas gali sukelti judėjimo praradimą, kai kryptis pasikeičia. Išankstinė apkrova gali sumažinti atbulinį eigą, tačiau per didelė išankstinė apkrova padidina trintį, šilumą ir reikalingą variklio sukimo momentą.

Elastinė deformacija

Sraigtinis velenas, rutulinė veržlė, atraminiai guoliai, veržlės korpusas ir mašinos rėmas deformuojasi veikiant apkrovai. Didelė kodavimo skiriamoji geba negali automatiškai kompensuoti mechaninės deformacijos, kuri nėra matuojama esant apkrovai.

Šiluminis plėtimasis

Šiluma, kurią sukuria rutulinė veržlė, atraminiai guoliai ir variklis, gali pakeisti efektyvų varžto ilgį. Ilgoje ašyje net nedidelis temperatūros padidėjimas gali sukelti padėties pokytį, daug didesnį nei apskaičiuota skiriamoji geba.

Montavimas ir derinimas

Netinkamas rutulinio sraigto, atraminių guolių ir linijinių kreiptuvų išlyginimas gali padidinti pasipriešinimą važiavimui ir sukelti netolygią deformaciją. Sujungimo klaida, guolio montavimas ir veržlės laikiklio tvirtumas taip pat turi įtakos galutiniam rezultatui.

Atsiliepimai Vieta

Variklio kodavimo įrenginys matuoja variklio{0}}veleno sukimąsi. Tai tiesiogiai nematuoja galutinės stalo padėties. Atskiras tiesinis kodavimo įrenginys, sumontuotas ant judančios ašies, gali aptikti daugiau mechaninių klaidų tarp variklio ir stalo, nors bendra valdymo konstrukcija tampa sudėtingesnė.

Praktinė skaičiavimo procedūra

1. Patvirtinkite rutulinio varžto laidą.Naudokite milimetrus vienam sraigto apsisukimui, o ne sriegio žingsnį, nebent to varžto žingsnis ir iškyša yra vienodi.
2. Nustatykite skiriamosios gebos vertę.Patvirtinkite, ar specifikacija reiškia impulsus, kodavimo linijas, kvadratinius skaičius, visus žingsnius ar mikrožingsnius.
3. Patikrinkite transmisiją.Nustatykite, kiek variklio apsisukimų sukuria vieną rutulinio sraigto apsisukimą.
4. Apskaičiuokite teorinį prieaugį.Naudokite R=L ÷ (N × i).
5. Patikrinkite greitį ir sukimo momentą.Rezoliucija{0}}sukoncentruotas pasirinkimas vis tiek turi atitikti reikiamą judėjimo greitį ir ašinę trauką.
6. Įvertinkite tikrąją padėties nustatymo klaidą.Įtraukite švino paklaidą, atstumą, deformaciją, terminį augimą ir montavimo sąlygas.
7. Patikrinkite surinktą ašį.Naudokite tinkamą matavimo įrangą, kad palygintumėte komanduotą eigą su faktiniu stalo judėjimu.

Variklio sukimo momentas turėtų būti tikrinamas atskirai, nes padidinus transmisijos sumažinimą arba pakeitus rutulinio sraigto laidą, taip pat keičiasi variklio greitis ir apkrovos sąlygos. ŽrRutulinio sraigtinio variklio sukimo momento apskaičiavimas: formulės ir pavyzdžiai.

Galutinis atrankos principas

Rutulinio sraigto padėties nustatymo skiriamąją gebą galima apskaičiuoti pagal varžto laidą, efektyvų skaičių per apsisukimą ir perdavimo santykį. Rezultatas yra naudingas norint patikrinti, ar variklis ir valdymo sistema suteikia pakankamai mažą komandų arba grįžtamojo ryšio žingsnį.

Tačiau skiriamoji geba yra tik vienas ašies veikimo lygmuo. Mašinos su itin tiksliais daviklio skaičiais vis tiek gali būti prastas padėties nustatymo tikslumas, jei rutulinio sraigto tikslumo laipsnis, laisvumas, standumas, temperatūros kontrolė ar montavimo kokybė yra netinkama.

Kad konstrukcija būtų patikima, pirmiausia apskaičiuokite teorinę skiriamąją gebą, tada patvirtinkite reikiamą greitį, variklio sukimo momentą, rutulinio varžto tikslumo laipsnį, išankstinę apkrovą, atramos išdėstymą ir konstrukcijos tvirtumą. Visa ašis-ne viena specifikacija-nulemia galutinį padėties nustatymo rezultatą.

← Atgal į DLY tinklaraštį