УПРАВЛЕНИЕ НА
ПОДАВАТЕЛНИТЕ И УСТАНОВЪЧНИТЕ ДВИЖЕНИЯ
Управлението на подавателните и установъчните движения е основната функция
на ЦПУ.
На фиг.1 е показано управлението на подавателното и установъчното движение
на един РО. Главната цел е постигане на
възможно най-висока точност на позициониране на РО в зададена точка от работния
ход. Другите, не по-малко важни, задачи
са постигането на точните скорост и ускорение на движението и законите за
изменението им по време на преходните процеси на ускоряване и забавяне.
В съответствие с постъпващата управляваща програма системата за ЦПУ
изработва закон за движение на РО (дължина и посока на преместването, скорост
на движение). В резултат на това се генерира последователност от управляващи
сигнали, които се подават в блока за управление на подавателния двигател. Там
маломощните управляващи сигнали се преобразуват в силови, които се насочват
непосредствено към подавателния двигател за изпълнение. В блока за управление се задават и законите
за изменение на скоростта и ускорението, които се настройват в зависимост от мощността
и въртящия момент на двигателя и инерционните характеристики на задвижваните
маси.
Успоредно с канала за управление е развит и информационен канал за обратна връзка, без който е невъзможно
постигането на високи параметри на точността на позициониране, скоростта на
движение, а също така на надеждността на работа. Схемата за управление с обратна връзка се
нарича затворена по съответния
параметър- положение, скорост и т.н. Действителната стойност на програмираното
преместване на РО се измерва непрекъснато от датчика за обратна връзка по
положението, чиито сигнали постъпват в системата за ЦПУ. Движението се
прекратява в момента на получаване на сигнал за заемане на нужната позиция.
Съвременните датчици за обратна връзка по положението притежават висока
точност- обикновено
По канала за обратна връзка се получават също така сигнали за състоянието
на подавателния двигател, благодарение на което се реализират схеми за
максималнотоковата и термичната му защита.
Задвижването на РО се осъществява от различни подавателни преводи. На фиг.2 са показани основните, използвани при
ММ с ЦПУ.
А. Подавателен превод с
безстепенно (плавно) регулируем роторен двигател (фиг.2а).
Двигателят позволява безстепенно реверсивно регулиране на честотата на
въртене на ротора. За преобразуване на
ротационното движение в транслационно се използва преобразуващ механизъм
„винт-гайка”. В него контактът между винта и гайката е чрез затворен циркулиращ
поток от сачми, което определя названието сачмено-винтова двойка (СВД) (фиг.3).
Винтът е лагеруван в предна и задна опори и е куплиран към двигателя чрез
съединител. Гайката е свързана неподвижно с РО и му предава собственото си
транслационно движение.
Това е най-често използваната схема за подавателен превод. Може да се
прилагат два варианта на обратната връзка по положението. Първият се нарича
„Схема с директна обратна връзка” и е показана на фиг.1. Включва датчик за
непосредствено измерване на действителното положение на РО, който обикновено
работи на оптичен принцип и е известен с названието „оптична линия” (фиг.4).
Вторият е „Схема с индиректна обратна връзка” и е показан на фиг.2а. Датчикът
за обратна връзка е свързан с края на двигателния винт и измерва ъгъла на
завъртането му. За стойността на преместването на РО се съди по индиректен
начин по ъгъла на завъртане и стъпката
на винта.
Схемата с директна обратна връзка осигурява многократно по-висока точност
на позициониране, отколкото схемата с индиректна обратна връзка.
Б. Подавателен превод
със стъпков регулируем роторен двигател (фиг.2б).
Стъпковият двигател може да отработва дискретни ъглови стъпки, чийто брой
определя ъгъла на завъртане на винта. Принципно тази схема работи без датчик за
обратна връзка и се нарича отворена.
Точността на позициониране не е висока, тъй като зависи от грешките на самия
двигател и неточността на стъпката на двигателния винт. Тъй като в хода на работа винтът се загрява и
удължава, в схемата се внася още една грешка. Основното достойнство на тази
схема е простотата на реализация и ниската цена.
В. Подавателен превод с
линеен двигател (фиг.2в).
Това е най-прогресивната схема на подавателен превод. При нея отпада
преобразуващият механизъм „винт-гайка” и свързаните с него елементи. РО се
задвижва директно от линейния двигател. Състои се от статорна неподвижна част с
вградени в нея постоянни магнити и подвижна част с намотки, закрепена за РО.
Линейният двигател осигурява много високи скорости и ускорения, които са
технически непостижими за схемите с роторен двигател и винт-гайка.
Подавателните преводи с плавно регулируеми двигатели (роторни и линейни) се
наричат следящи.