रैखिक एन्कोडर्स यांत्रिक लिंकेज की बहाव को सही करके सटीकता को बढ़ावा देते हैं।

रैखिक एनकोडर मध्यवर्ती यांत्रिक तत्वों के बिना अक्ष स्थिति को ट्रैक करते हैं। एनकोडर यहां तक ​​कि यांत्रिक लिंकेज (जैसे रोटरी-टू-रैखिक यांत्रिक उपकरणों) से स्थानांतरण त्रुटियों को मापते हैं, जो मशीन से उत्पन्न होने वाली त्रुटियों के लिए सही नियंत्रण में मदद करता है। इस प्रकार, यह प्रतिक्रिया स्थिति-नियंत्रण लूप में सभी यांत्रिकी के लिए नियंत्रण को नियंत्रित करने देती है।

एन्कोडर्स में फोटोइलेक्ट्रिक स्कैनिंग कैसे काम करता है

कई सटीक रैखिक एनकोडर ऑप्टिकल या फोटोइलेक्ट्रिक स्कैनिंग द्वारा काम करते हैं। संक्षेप में, एक रीड हेड ट्रैक समय -समय पर कुछ माइक्रोमीटर चौड़ा और छोटे सिग्नल पीरियड्स के साथ सिग्नल को आउटपुट करता है। मापने का मानक आमतौर पर कांच या (बड़े मापने की लंबाई के लिए) स्टील असर आवधिक स्नातक -वाहक सब्सट्रेट पर अंक होता है। यह स्थिति ट्रैकिंग का एक संपर्क-मुक्त मोड है।

4 और 40 माइक्रोन के बीच वृद्धिशील झंझरी अवधि के साथ उपयोग किया जाता है, पीआरसी (निरपेक्ष) कोड छवि-स्कैनिंग रैखिक एनकोडर प्रकाश-सिग्नल पीढ़ी के साथ काम करते हैं। दो झंझरी (पैमाने पर और स्कैनिंग रेटिकल) एक दूसरे के सापेक्ष चलते हैं। स्कैनिंग रेटिकल की सामग्री पारदर्शी है, लेकिन पैमाने की सामग्री पारदर्शी या चिंतनशील हो सकती है। जब दोनों एक दूसरे से गुजरते हैं, तो घटना प्रकाश को नियंत्रित करता है। यदि झंझरी में अंतराल संरेखित है, तो प्रकाश से गुजरता है। यदि एक झंझरी की रेखाएं दूसरे के अंतराल के साथ मेल खाती हैं, तो यह प्रकाश को अवरुद्ध करती है। फोटोवोल्टिक कोशिकाएं प्रकाश की तीव्रता में भिन्नता को एक साइनसोइडल रूप के साथ विद्युत संकेतों में परिवर्तित करती हैं।

8 माइक्रोन और छोटे के झंझरी अवधि के साथ स्नातक के लिए एक और विकल्प इंटरफेरेंट स्कैनिंग है। ऑपरेशन का यह रैखिक-एन्कोडर मोड विवर्तन और प्रकाश हस्तक्षेप का लाभ उठाता है। एक कदम झंझरी मापने के मानक के रूप में कार्य करता है, एक चिंतनशील सतह पर 0.2 माइक्रोन उच्च लाइनों के साथ पूरा होता है। इसके सामने एक स्कैनिंग रेटिकल है - एक ऐसी अवधि के साथ पारदर्शी झंझरी है जो पैमाने से मेल खाती है। जब एक प्रकाश तरंग रेटिकल से होकर गुजरती है, तो यह -1, 0, और लगभग समान तीव्रता के 1 आदेशों के साथ तीन आंशिक तरंगों में विचलित हो जाती है। स्केल तरंगों को अलग करता है इसलिए चमकदार तीव्रता विवर्तन आदेश 1 और -1 में केंद्रित होती है। ये लहरें फिर से रेटिकल के चरण झंझरी में मिलती हैं जहां वे एक बार फिर से भिन्न होते हैं और हस्तक्षेप करते हैं। यह तीन तरंगों को बनाता है जो विभिन्न कोणों पर स्कैनिंग रेटिकल को छोड़ देते हैं। फोटोवोल्टिक कोशिकाएं तब वैकल्पिक प्रकाश की तीव्रता को विद्युत-सिग्नल आउटपुट में बदल देती हैं।

इंटरफेरिशनल स्कैनिंग में, रेटिकल और स्केल के बीच सापेक्ष गति एक चरण शिफ्ट से गुजरने के लिए विचलित तरंग मोर्चों का कारण बनती है। जब झंझरी एक अवधि तक चलती है, तो पहले क्रम की लहर सामने एक तरंग दैर्ध्य को सकारात्मक दिशा में ले जाती है, और विवर्तन क्रम -1 की तरंग दैर्ध्य नकारात्मक में एक तरंग दैर्ध्य को स्थानांतरित करती है। दो तरंगें झंझरी से बाहर निकलने पर एक -दूसरे के साथ हस्तक्षेप करती हैं, इसलिए दो तरंग दैर्ध्य (केवल एक झंझरी अवधि के एक कदम से दो सिग्नल अवधि के लिए) द्वारा एक दूसरे के सापेक्ष शिफ्ट करें।

दो एनकोडर-स्कैनिंग विविधताएं

कुछ रैखिक एन्कोडर पूर्ण माप करते हैं, इसलिए मशीन चालू होने पर स्थिति मूल्य हमेशा उपलब्ध होता है, और इलेक्ट्रॉनिक्स किसी भी समय इसे संदर्भित कर सकते हैं। कुल्हाड़ियों को एक संदर्भ में ले जाने की आवश्यकता नहीं है। स्केल ग्रेजुएशन में एक सीरियल निरपेक्ष कोड संरचना है और एक अलग वृद्धिशील ट्रैक को स्थिति मूल्य के लिए प्रक्षेपित किया जाता है, जबकि समवर्ती रूप से एक वैकल्पिक वृद्धिशील संकेत उत्पन्न होता है।

इसके विपरीत, रेखीय एन्कोडर्स इंक्रीमेंटल मापने के लिए काम कर रहे हैं जो आवधिक झंझरी के साथ स्नातक का उपयोग करते हैं, और एनकोडर स्थिति प्राप्त करने के लिए कुछ मूल से व्यक्तिगत वेतन वृद्धि (मापने के चरणों) की गिनती करते हैं। क्योंकि यह सेटअप पता लगाने के लिए एक पूर्ण संदर्भ का उपयोग करता है, इन सेटअपों के लिए स्केल टेप एक संदर्भ चिह्न के साथ दूसरे ट्रैक के साथ आते हैं।

संदर्भ चिह्न द्वारा स्थापित निरपेक्ष पैमाने की स्थिति बिल्कुल एक सिग्नल अवधि के साथ गेटेड है। इसलिए रीड हेड को एक पूर्ण संदर्भ स्थापित करने या अंतिम चयनित डेटम को खोजने के लिए एक संदर्भ चिह्न का पता लगाना और स्कैन करना होगा (जिसे कभी-कभी लंबे समय तक स्ट्रोक संदर्भ रन की आवश्यकता होती है)।

रेखीय एनकोडर पुनरावृत्तियों

रैखिक एनकोडर एकीकरण में एक चुनौती यह है कि डिवाइस मोशन एक्सिस में सही काम करते हैं, इसलिए मशीन के वातावरण के संपर्क में आते हैं। इस कारण से, कुछ रैखिक एन्कोडर्स को सील कर दिया जाता है। एक एल्यूमीनियम आवास पैमाने, स्कैनिंग गाड़ी और उसके गाइडवे को चिप्स, धूल और तरल पदार्थों से बचाता है, और नीचे-उन्मुख लोचदार होंठ आवास को सील करते हैं। यहां, स्कैनिंग गाड़ी एक कम-घर्षण गाइड पर पैमाने के साथ यात्रा करती है। एक युग्मन स्कैनिंग गाड़ी को बढ़ते ब्लॉक के साथ जोड़ता है और स्केल और मशीन गाइडवे के बीच मिसलिग्न्मेंट की भरपाई करता है। ज्यादातर मामलों में, पैमाने और बढ़ते ब्लॉक के बीच ± 0.2 से ± 0.3 मिमी के पार्श्व और अक्षीय ऑफसेट स्वीकार्य हैं।

बिंदु में मामला: मशीन-टूल आवेदन

उत्पादकता और सटीकता असंख्य अनुप्रयोगों के लिए सर्वोपरि है, लेकिन संचालन की स्थिति को बदलने से अक्सर उन डिजाइन उद्देश्यों को चुनौतीपूर्ण बनाते हैं। मशीन टूल्स पर विचार करें। भागों का निर्माण तेजी से छोटे बैच आकारों में चला गया है, इसलिए सेटअप को विभिन्न भार और स्ट्रोक के तहत सटीकता बनाए रखना चाहिए। शायद सबसे अधिक मांग एयरोस्पेस भागों की मशीनिंग है, जिसे रफिंग प्रक्रियाओं के लिए अधिकतम कटिंग क्षमता और फिर बाद की परिष्करण प्रक्रियाओं के लिए अधिकतम सटीकता की आवश्यकता होती है।

अधिक विशेष रूप से, मिलिंग क्वालिटी मोल्ड्स को फिनिशिंग के बाद तेजी से सामग्री हटाने और उच्च सतह की गुणवत्ता की आवश्यकता होती है। एक ही समय में, केवल तेजी से समोच्च फ़ीड दरों ने मशीनों को स्वीकार्य मशीनिंग समय के भीतर पथों के बीच न्यूनतम दूरी के साथ मशीनों को आउटपुट भागों को बाहर कर दिया। लेकिन विशेष रूप से छोटे उत्पादन बैचों के साथ, थर्मली स्थिर स्थितियों को बनाए रखना लगभग असंभव है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ड्रिलिंग, रफिंग और फिनिशिंग ऑपरेशन के बीच परिवर्तन मशीन-टूल तापमान में उतार-चढ़ाव में योगदान करते हैं।

क्या अधिक है, वर्कपीस सटीकता उत्पादन आदेशों को लाभदायक बनाने के लिए महत्वपूर्ण है। किसी न किसी संचालन के दौरान, मिलिंग दरें 80% या उससे बेहतर हो जाती हैं; 10% से नीचे के मान परिष्करण के लिए आम हैं।

समस्या यह है कि तेजी से उच्च त्वरण और फ़ीड दरों को मशीनों के रैखिक फ़ीड ड्राइव के उप-समूहों में हीटिंग का कारण बनता है, विशेष रूप से वे जो रोटरी-मोटर-चालित गेंदबाजों का उपयोग करते हैं। तो यहाँ, थर्मल व्यवहार के लिए मशीन-टूल सुधारों को स्थिर करने के लिए स्थिति माप आवश्यक है।

थर्मल अस्थिरता मुद्दों को संबोधित करने के तरीके

सक्रिय शीतलन, सममित मशीन संरचनाएं, और तापमान माप और सुधार पहले से ही थर्मल रूप से प्रेरित सटीकता परिवर्तनों को संबोधित करने के सामान्य तरीके हैं। फिर भी एक और दृष्टिकोण थर्मल बहाव के एक विशेष रूप से सामान्य मोड के लिए सही है-रोटरी-मोटर-चालित फ़ीड कुल्हाड़ियों का जो कि पुनरावर्ती बालकवेज को शामिल करता है। यहां, बॉलस्क्रू के साथ तापमान फ़ीड दरों और चलती बलों के साथ तेजी से बदल सकता है। लंबाई में परिवर्तन (आमतौर पर 20 मिनट के भीतर 100 माइक्रोन/मी) में परिवर्तन महत्वपूर्ण वर्कपीस खामियों का कारण बन सकता है। यहां दो विकल्प एक रोटरी एनकोडर के साथ या एक रैखिक एनकोडर के साथ गेंदबाज के माध्यम से संख्यात्मक रूप से नियंत्रित फ़ीड अक्ष को मापने के लिए हैं।

पूर्व सेटअप फ़ीड-स्क्रू पिच से स्लाइड स्थिति निर्धारित करने के लिए एक रोटरी एनकोडर का उपयोग करता है। तो, ड्राइव को बड़ी ताकतों को स्थानांतरित करना चाहिए और मापने की प्रणाली में एक लिंकेज के रूप में कार्य करना चाहिए - अत्यधिक सटीक मूल्यों को लागू करना और मज़बूती से पेंच पिच को पुन: पेश करना। लेकिन स्थिति-नियंत्रण लूप केवल रोटरी-एन्कोडर व्यवहार के लिए खाता है। क्योंकि यह पहनने या तापमान के कारण ड्राइविंग यांत्रिकी में परिवर्तन की भरपाई नहीं कर सकता है, यह वास्तव में अर्ध-बंद-लूप ऑपरेशन है। ड्राइव पोजिशनिंग त्रुटियां अपरिहार्य हो जाती हैं और वर्कपीस की गुणवत्ता को कम कर देती हैं।

इसके विपरीत, एक रैखिक एनकोडर स्लाइड स्थिति को मापता है और इसमें स्थिति नियंत्रण लूप (वास्तव में बंद-लूप ऑपरेशन के लिए) में पूर्ण फ़ीड यांत्रिकी शामिल है। मशीन के हस्तांतरण तत्वों में खेल और अशुद्धि स्थिति-माप सटीकता पर कोई प्रभाव नहीं है। तो, सटीकता लगभग पूरी तरह से रैखिक एनकोडर की सटीक और स्थापना पर निर्भर करती है। यहां एक साइड नोट: डायरेक्ट एनकोडर माप भी रोटरी-एक्सिस गति के माप में सुधार कर सकता है। पारंपरिक सेटअप गति-कमी तंत्रों का उपयोग करते हैं जो मोटर पर एक रोटरी एनकोडर से जुड़ते हैं, लेकिन उच्च-सटीकता कोण एनकोडर बेहतर सटीकता और प्रजनन क्षमता प्रदान करते हैं।

तरीके कि गेंदबाज डिजाइन ने गर्मी को संबोधित किया

बॉलस्क्रू गर्मी को संबोधित करने के लिए तीन अन्य दृष्टिकोणों की अपनी सीमाएं हैं।

1। कुछ गेंदबाज शीतलक परिसंचरण के लिए खोखले कोर के साथ आंतरिक हीटिंग (और आसपास के मशीन भागों के हीटिंग) को रोकते हैं। लेकिन यहां तक ​​कि ये थर्मल विस्तार का प्रदर्शन करते हैं, और केवल 1 K के तापमान में वृद्धि से 10 μM/m की स्थिति की त्रुटियां होती हैं। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि आम शीतलन प्रणाली तापमान भिन्नता 1 K से कम नहीं रख सकती है।

2। कभी -कभी इंजीनियर नियंत्रण में बॉलस्क्रू के थर्मल विस्तार को मॉडल करते हैं। लेकिन क्योंकि तापमान प्रोफ़ाइल को ऑपरेशन के दौरान मापना मुश्किल है और यह बॉल नट, फीड रेट, कटिंग फोर्स, ट्रैवर्स रेंज का उपयोग करने वाले और अन्य कारकों के पहनने से प्रभावित होता है, और अन्य कारक, यह विधि काफी अवशिष्ट त्रुटियों (50 माइक्रोन/मीटर तक) का कारण बन सकती है।

3। कुछ गेंदबाजों को ड्राइव यांत्रिकी की कठोरता को बढ़ावा देने के लिए दोनों छोर पर निश्चित बीयरिंग मिलती है। लेकिन यहां तक ​​कि अतिरिक्त कठोर बीयरिंग स्थानीय गर्मी उत्पादन से विस्तार को रोक नहीं सकते हैं। परिणामी बल काफी हैं, और यहां तक ​​कि सबसे कठोर असर कॉन्फ़िगरेशन भी विकृत करते हैं - कभी -कभी मशीन ज्यामिति में संरचनात्मक विकृतियों का कारण बनता है। यांत्रिक तनाव भी ड्राइव के घर्षण व्यवहार को बदलता है, मशीन की समोच्च सटीकता को कम करता है। क्या अधिक है, अर्ध-बंद-लूप ऑपरेशन पहनने या लोचदार ड्राइव-मैकेनिक विकृति के कारण असर-प्रीलोड परिवर्तनों के प्रभावों की भरपाई नहीं कर सकता है।