Cur i bhfeidhm córas CNC il-ais i meaisínithe dromchla
Díorthaíonn an t-alt seo an maitrís aistriúcháin agus maitrís uainíochta i bhfoirm comhordanáidí aonchineálacha, agus múnlaíonn sé go matamaiticiúil na hathruithe suímh agus dearcadh ag aon chomhpháirt de chóras nascála il-ais. Tógadh foirm aiseolais algartam RTPA bunaithe ar chomhpháirteanna comparadóra, comhpháirteanna cuntair, agus comhpháirteanna gineadóra le haghaidh rialú praiticiúil i bpróiseas meaisínithe córais CNC nasc il-ais, agus rinneadh anailís ar thionchar na minicíochta samplála. Mar fhocal scoir, ag glacadh meaisínithe insamhalta dromchla mar shampla le haghaidh taighde turgnamhach, léiríonn na torthaí gur féidir leis an gcóras CNC nasc il-ais meaisínithe dromchla a chomhlánú go héifeachtach faoi rialú an algartam RTPA.
Keywords: Nascáil il-ais; Córas CNC; Meaisínithe dromchla; algartam RTPA
Tháinig leibhéal an chomhtháthaithe agus an uathoibrithe sa tionscal déantúsaíochta chun bheith ina chritéar tábhachtach chun neart eolaíoch agus teicneolaíochta na tíre a thomhas. Is tír déantúsaíochta mór í an tSín, a chlúdaíonn formhór mór na gcatagóirí próiseála meicniúla ar fud an domhain [1], ina bhfuil ról an-tábhachtach ag teicneolaíocht CNC agus córais CNC. I gcás cineálacha casta éagsúla tascanna meaisínithe, ní féidir ach teicnící agus modhanna meaisínithe CNC le nasc aiseach níos mó a chomhlánú ar bhealach níos éifeachtaí. Dá bhrí sin, tá dearadh na gcóras nascála il-ais CNC agus na modhanna meaisínithe CNC nasc il-ais tar éis éirí mar ábhar lárnach chun iomaíochas an tionscail phróiseála agus déantúsaíochta meicniúil a mheas [3]. Faoi láthair, tá bearna áirithe idir an tSín agus ardleibhéal an domhain maidir le forbairt córais CNC nasc 5- ais agus thuas agus modhanna meaisínithe CNC, rud a tháinig chun bheith ina fhadhb scrogaill a chuireann srian le forbairt dhomhain phróiseáil mheicniúil na Síne. tionscal. Dá bhrí sin, glacann an t-alt seo córas CNC nascála ais 5- mar an réad taighde, agus trí anailís mhúnla matamaitice agus taighde próiseas rialaithe, soláthraíonn sé a fheidhm shonrach i meaisínithe dromchla.
1. Múnla matamaitice le haghaidh staid na gcóras CNC il-ais
Is í an eochair d'fheidhm rialaithe agus éifeacht meaisínithe córas CNC nasc il-ais ná tréithriú cruinn an tsuímh agus an staidiúir, chomh maith le nasc dinimiciúil réasúnta. Dá bhrí sin, múnlaíonn an t-alt seo go matamaiticiúil ar dtús seasamh agus dearcadh córas CNC nasc il-ais i bhfoirm comhordanáidí aonchineálach.
Léirítear críochnú sraith gníomhartha i gcóras meaisínithe CNC nasc il-ais mar éifeacht charnach gluaiseachtaí rothlacha agus aistritheacha na n-alt agus na n-aiseanna éagsúla sa spás tríthoiseach. Dá bhrí sin, chun cur síos a dhéanamh ar chóras CNC nasc il-ais ó thaobh na matamaitice, braitheann sé ar thréithriú na maitrís uainíochta agus maitrís aistriúcháin.
Má dhéantar aon phointe A sa spás a chlaochlú go suíomh phointe A 'trí aistriúchán, agus go n-aistrítear aonaid a, b, agus c ar na haiseanna comhordanáidí x, y, agus z, tá gaol aistriúcháin ann mar a thaispeántar san fhoirmle. (1).
Má dhéantar aon phointe A sa spás a chlaochlú go suíomh phointe A 'trí rothlú, agus gurb é θ a uillinn rothlaithe timpeall z, mar sin tá gaol rothlaithe ann mar a thaispeántar san fhoirmle (2).
Mar an gcéanna, is féidir na maitrísí rothlaithe timpeall an y-ais agus an x-ais ag pointe ar bith a fháil freisin, chomh maith le habairtí aonchineálacha an dá mhaitrís seo. Tríd an gcur chuige seo a chur chun cinn tuilleadh, is féidir maitrís uainíochta a fháil le haghaidh aon phointe timpeall aon ais sa spás, a léireofar freisin mar mheascán de ghluaisne rothlach timpeall na haiseanna x, y, agus z. Trí mhaitrís aistrithe agus maitrís uainíochta an athraithe suímh a fháil ag aon phointe sa spás, is féidir múnla matamaitice den athrú seasamh ag an bpointe sin a bhunú. Baineann an cur chuige seo freisin le haon chóras comhordanáidí sa spás agus aon rud sa spás. Is é an próiseas meaisínithe CNC nasc il-ais an éifeacht teaglaim de ghluaiseachtaí aistrithe iolracha agus gluaiseachtaí rothlacha timpeall aiseanna iolracha ag an deireadh oibriúcháin a dhéanann an tasc meaisínithe.
Ag glacadh leis go bhfuil claochlú suímh an éifeachtóra deiridh de chóras nascála il-ais léirithe i bhFíor 1. Mar a thaispeántar i bhFíor 1, rinneadh dhá chlaochlú ar éifeachtóir deiridh an chórais nascála il-ais, agus bhí tairiscint aistriúcháin ar cheann acu feadh an x agus y haiseanna, agus bhí an ceann eile ina rothlú 90 céim timpeall an ais z.
Fíor 1 Claochlú suímh an iarmhaireora deiridh de chóras nasctha il-ais
Is féidir a fheiceáil, leis an modh samhaltaithe thuas, gur féidir cur síos a dhéanamh ar theaglaim de ghluaisne aistritheach agus rothlach d’aon chomhpháirteach agus de ghníomhaíocht i gcóras nasctha il-ais.
2. Rialú Próiseas Córas CNC Il-ais
Tar éis a bheith in ann cur síos a dhéanamh ar chóras CNC nasc il-ais trí mhúnlaí matamaitice, is é an deacracht a bhaineann le próiseas iomlán CNC conas an clár CNC a chur ar bun agus an córas a chumasú chun tascanna meaisínithe a chomhlánú de réir an bhealaigh bhunaithe. Dearann an t-alt seo algartam rialaithe cuisle le dea-fheidhmíocht fíor-ama don phróiseas meaisínithe de chórais CNC nascála il-ais, giorraithe mar algartam cuisle RTPA (Fíor-am).
Déantar an próiseas meaisínithe CNC a bhaint amach go ginearálta agus a chomhlánú trí halgartaim idirshuímh, agus tá rialú gach ais i meaisínithe CNC bunaithe ar chuisle an mhótair stepper, rud a éilíonn bunú caidreamh comhfhreagrach idir an próiseas idirshuíomh agus an t-am giniúna cuisle. . Mar sin féin, níl feidhmíocht fíor-ama na bpróiseas idirshuíomh traidisiúnta bunaithe ar mhinicíocht cuisle idéalach. Dá bhrí sin, déanann an t-alt seo algartam giniúna cuisle nua a dhearadh le feidhmíocht fíor-ama níos fearr ó thaobh algartam claochlaithe VF (minicíocht voltais). Is féidir leis an seicheamh cuisle a ghineann an algartam seo rialú níos éifeachtaí a bhaint amach ar chórais CNC nasctha il-ais.
Úsáideann an algartam seo comhpháirteanna comparadóra, comhpháirteanna cuntair, agus comhpháirteanna gineadóra chun seichimh chuisle a ghiniúint i gcomhpháirt le feidhmíocht mhaith fíor-ama. Tá léaráid scéimreach an algartam léirithe i bhFíor 2.
Fíor 2 Léaráid Bhloic Phrionsabail d'Algartam Rialaithe RTPA do Chórais Nascála Il-ais
De réir Fíor 2, is féidir a fheiceáil go ndéantar díláithriú gléas comhpháirteach nó deiridh i gcóras nascála il-ais a shampláil agus a úsáid mar ionchur don algartam RTPA, le minicíocht samplála f. Tar éis an luach díláithrithe samplach a ionchur, déantar é a chur i gcomparáid leis an gcoibhéis bíog atá déanta ag an gcuntar bíge ar an mbrainse aiseolais, agus déantar an difríocht idir an dá cheann a iontráil sa ghineadóir bíog mar bhunús breithiúnais chun an t-ord cuisle a ghiniúint. Ginfidh an gineadóir bíog dhá aschur, eadhon cuisle chun tosaigh agus cuisle droim ar ais, a fhreagraíonn freisin d'uainíocht ar aghaidh agus droim ar ais an mhótair stepper.
Braitheann an cinneadh an ngineann gineadóir bíog bíoga ar aghaidh nó droim ar ais ar an gcomparáid idir an earráid charntha idir na brainsí ionchuir agus aiseolais agus an luach socraithe tairsí. Is iad seo a leanas na rialacha comparáide. Riail 1: Má tá suim na n-earráidí carntha idir na brainsí ionchuir agus aiseolais níos mó ná an luach tairsí socraithe, gineann an gineadóir bíog bíog chun tosaigh agus aschuireann sé é. Riail 2: Má tá suim na n-earráidí carntha idir na brainsí ionchuir agus aiseolais níos lú ná a mhalairt de luach na tairsí socraithe, gineann an gineadóir bíge cuisle droim ar ais agus aschuireann sé é.
Is é an príomh-pharaiméadar a chinneann an algartam san Airteagal seo an minicíocht samplála f sula n-úsáidtear díláithriú mar ionchur. D'fhonn tionchar minicíocht samplála f ar fheidhmíocht an algartam RTPA a chinneadh, socraíonn an t-alt seo na minicíochtaí samplála go 5 kHz agus 20 kHz faoi seach, agus ceapann sé a gcuar freagartha díláithrithe agus cuair freagartha treoluas. Léirítear na torthaí i bhFíor 3.
Fíor 3 Tionchar na minicíochta samplála ar fheidhmíocht algartam an chórais nasctha il-ais
Léiríonn an taobh clé de Fíor 3 (a) cuar freagartha díláithrithe an algartam RTPA ag minicíocht samplála 5kHz, agus seasann an taobh dheis cuar freagartha díláithrithe an algartam RTPA ag minicíocht samplála 20kHz; Léiríonn an taobh clé de Fíor 3 (b) cuar luasfhreagartha an algartam RTPA ag minicíocht samplála 20kHz, agus seasann an taobh dheis cuar luasfhreagartha an algartam RTPA ag minicíocht samplála 20kHz.
Ó Fhigiúr 3 (a), is féidir a fheiceáil, dá mhéad an minicíocht samplála agus dá lú an tréimhse samplála, is amhlaidh is tapúla luas freagartha díláithrithe an algartam RTPA. Ó chomparáid idir na figiúirí clé agus ar dheis, is féidir a fheiceáil, nuair a bhíonn an minicíocht samplála 5kHz, go dtógann freagra díláithrithe an algartam RTPA 0.58s, agus ní féidir le díláithriú iarbhír an chórais nascála il-ais ach amháin. mheaitseáil leis an díláithriú idéalach; Nuair is é an minicíocht samplála ná 20kHz, is é 0.16s freagra díláithrithe an algartam RTPA, agus tá díláithriú iarbhír an chórais naisc il-ais ag teacht leis an díláithriú idéalach. Léiríonn sé seo go bhfuil an freagra díláithrithe ag minicíocht samplála 20kHz 0.42s níos tapúla ná é ag minicíocht samplála 5kHz.
Ó Fhíor 3 (b), is féidir a fheiceáil, dá mhéad an minicíocht samplála agus dá lú an tréimhse samplála, is amhlaidh is tapúla a bheidh freagra cuar luais an algartam RTPA. Ó chomparáid idir na graif chlé agus ar dheis, is féidir a fheiceáil, nuair a bhíonn an minicíocht samplála 5 kHz, go dtógann luasfhreagairt an algartam RTPA 0.5 soicind le haghaidh luas iarbhír an chórais nasctha il-ais go mheaitseáil leis an luas idéalach; Nuair a bhíonn an minicíocht samplála 20 kHz, is é 0.13 soicind luasfhreagairt an algartam RTPA, agus tá luas iarbhír an chórais nasctha il-ais ag teacht leis an luas idéalach. Léiríonn sé seo go bhfuil an luasfhreagairt ag minicíocht samplála 20 kHz 0.37 soicind níos tapúla ná sin ag minicíocht samplála 5 kHz.
3. Turgnamh insamhalta ar mheaisínithe dromchla i gcóras CNC il-ais
San obair roimhe seo, rinneadh samhaltú seasamh agus dearcadh agus dearadh algartam rialaithe RTPA faoi seach don chóras CNC nasc il-ais, agus socraíodh straitéis rialaithe éifeachtach an chórais CNC nasc il-ais trí anailís a dhéanamh ar thionchar na bpríomhpharaiméadair. Ansin, déanfar turgnaimh ionsamhlúcháin chun feidhmíocht rialaithe algartam RTPA an chórais nasctha il-ais atá molta sa pháipéar seo a fhíorú. Roghnaíonn an turgnamh insamhalta meaisínithe dromchla mar réad meaisínithe an chórais CNC nascála il-ais. Tá méid áirithe castachta ag dromchlaí cuartha in aonaid mheaisínithe éagsúla agus éilíonn siad halgartaim rialaithe beacht. Críochnaítear meaisínithe an dromchla iomlán trí chonairí meaisínithe cuar leanúnach. Taispeántar i bhFíor 4 torthaí insamhalta an dromchla atá le próiseáil san Airteagal seo.
Fíor 4 Torthaí insamhalta an dromchla atá le meaisínithe san Airteagal seo
Ó Fhíor 4, is féidir a fheiceáil go bhfuil an dromchla atá le próiseáil san Airteagal seo ina dheighleog den dromchla a fhoirmíonn leithead aiseach sa treo x agus leithead gathacha sa y-treo, agus tá ga cuaire an dromchla suite. sa treo z-ais. Taispeánann Fíor 4 freisin suíomh tosaigh an uirlis, arb é an pointe tosaigh é, agus léiríonn an cuar comhthreomhar ar an dromchla an trajectory meaisínithe faoi rialú an algartam RTPA.
Tá go leor modhanna meaisínithe CNC le haghaidh dromchlaí, mar shampla modh bealach meaisínithe giniúna paraiméadar bunaithe ar thrajectory, modh bealach meaisínithe sonraí trasghearrtha bunaithe ar chonair CC, agus modh bealaigh meaisínithe trasghearrtha bunaithe ar chosán. Roghnaíonn an t-alt seo an modh bealaigh próiseála sonraí alt bunaithe ar chonair CC, agus é a chomhcheangal le gearradh Z-chruthach chun an phróiseáil a chríochnú. Le linn an phróisis mheaisínithe, léirítear i bhFíor 5 éifeacht rialaithe na gcuar díláithrithe agus treoluas a fhaigheann an algartam RTPA sna treoracha x-ais, y-ais, agus z-ais.
Fíor 5 Éifeacht rialaithe algartam RTPA ar chuair díláithriúcháin agus treoluas i dtrí threo
Ó Fhíor 5 (a), is féidir a fheiceáil go bhfuil an algartam RTPA ina chuar tonn triantánach chun díláithriú sa treo x-ais a rialú. Mar gheall ar theorainneacha na dtascanna próiseála, is é 0 mm an díláithriú uasta ar an algartam RTPA sa treo x-ais, agus tá an luach íosta gar do -150 mm. Is é 4.17 soicind an tréimhse tonn triantánach den chuar díláithrithe. Foirmíonn algartam RTPA cuar tonn cearnach dronuilleogach le haghaidh rialú luais sa treo x-ais, ach tá roinnt Giodam mar gheall ar thionchar an phróisis meaisínithe. Tá uastreoluas an algartam RTPA sa treo x-ais gar do 80 mm/s, agus tá an luach íosta gar do {{1{0}} mm/s. Is é 4.17 soicind an tréimhse tonnta cearnach dronuilleogach den chuar treoluais. Ó Fhíor 5 (b), is féidir a fheiceáil go ndéanann algartam RTPA foirm chuartha de thonnta céime chun díláithriú sa treo y-ais a rialú. Mar gheall ar theorainneacha na dtascanna próiseála, is é 0 mm an dí-áitiú uasta ar an algartam RTPA sa treo y-ais, agus tá an luach íosta gar don suíomh -6 mm. Is é tréimhse tonn chéim an chuar díláithrithe ná 4.17 soicind. Rialaíonn algartam RTPA an treoluas i dtreo y-ais i bhfoirm tonnta bíge. Is é 0 mm/s uastreoluas an algartam RTPA sa treo y-ais agus is é -10 mm/s an luach íosta. Is é 4.17 soicind an tréimhse tonnta cearnach dronuilleogach den chuar treoluais.
Ó Fhíor 5 (c), is féidir a fheiceáil go bhfuil an algartam RTPA mar chuar leath-tonn sinusoidal le haghaidh rialú díláithrithe sa treo z-ais. Mar gheall ar theorainneacha na dtascanna próiseála, tá díláithriú uasta de 6.2 mm ag algartam RTPA agus díláithriú íosta de 0 mm sa treo z-ais. Is é 2.08 soicind tréimhse leathtonn an tsínis den chuar díláithrithe. Cruthaíonn algartam RTPA cuar tonnta sábhadóireachta chun treoluas z-ais a rialú. Tá uastreoluas an algartam RTPA sa treo z-ais gar do 15 mm/s, agus tá an luach íosta gar do -15 mm/s. Is é 2.08 soicind tréimhse tonn sawtooth an chuar treoluais.
4. Conclúid
Déanann an t-alt seo imscrúdú ar chóras CNC nasctha il-ais. Ar an gcéad dul síos, i bhfoirm comhordanáidí aonchineálach, déantar samhaltú matamaitice ar an seasamh agus na hathruithe dearcadh ag aon chomhpháirteach de chóras nascála il-ais, agus díorthaítear próiseas giniúna maitrís aistrithe agus maitrís uainíochta. Ar an dara dul síos, tógadh foirm aiseolais algartam RTPA bunaithe ar chomhpháirteanna comparadóra, comhpháirteanna cuntair, agus comhpháirteanna gineadóra le haghaidh rialú praiticiúil i bpróiseas meaisínithe córas CNC nasc il-ais, agus rinneadh anailís ar thionchar na minicíochta samplála. Mar fhocal scoir, rinneadh turgnamh bailíochtaithe ag baint úsáide as meaisínithe insamhalta dromchla mar shampla, agus léirigh na torthaí turgnamhacha gur féidir leis an modh bealaigh meaisínithe sonraí alt bunaithe ar chonair CC a glacadh sa pháipéar seo, in éineacht le siúlóid uirlisí Z-chruthach, an meaisínithe a chomhlánú go rathúil. Idir an dá linn, rialaíonn algartam RTPA díláithriú agus treoluas go héifeachtach i ngach ceann de na trí threo-ais chomhordaithe.
