מקודדים לינאריים מגבירים את הדיוק על ידי תיקון שגיאות במורד הזרם של קישורים מכניים.

מקודדים לינאריים עוקבים אחר מיקום ציר ללא אלמנטים מכניים ביניים. המקודדים אפילו מודדים שגיאות העברה מקשרים מכניים (כגון מכשירים מכניים סיבוביים לליניאריים), המסייעים בשליטה לתקן שגיאות שמקורן במכונה. לפיכך, משוב זה מאפשר לפקדים על כל המכניקה בלולאות בקרת מיקום.

איך סריקה פוטו -אלקטרונית עובדת במקדמים

מקודדים לינאריים מדויקים רבים עובדים על ידי סריקה אופטית או פוטו -אלקטרונית. בקיצור, ראש קריאה עוקב אחר סיום לימודים תקופתיים רק כמה מיקרומטר רוחב ומוצא אותות עם תקופות איתות קטנות. תקן המדידה הוא בדרך כלל זכוכית או (לאורכי מדידה גדולים) סיום תקופת מיסב פלדה - סימנים על מצע המוביל. זהו מצב ללא מגע של מעקב אחר מיקום.

משמש עם תקופות סורג מצטברות בין 4 ל 40 מיקרומטר, PRC (מוחלט) קוד סריגת תמונות מקודדים לינאריים פועלים עם ייצור אות אור. שני סורגים (בקנה מידה וסריקה של רשתית) נעות יחסית זו לזו. חומר הרשת הסריקה שקוף, אך החומר של הסולם יכול להיות שקוף או רפלקטיבי. כאשר השניים עוברים זה את זה, אור אירוע מווסת. אם פערים בסורגים מתיישרים, האור עובר. אם הקווים של סורג אחד חופפים את פערים של האחר, הוא חוסם את האור. תאים פוטו -וולטאיים ממירים את הווריאציות בעוצמת האור לאותות חשמליים עם צורה סינוסואידית.

אפשרות נוספת לסיום סיום עם תקופות גרגות של 8 מיקרומטר וקטנות יותר היא סריקה הפרעה. מצב פעולה מקודד ליניארי זה ממנף דיפרקציה והפרעות אור. סורג צעד משמש כסטנדרט המדידה, שלם עם קווים 0.2 מיקרומטר על משטח רפלקטיבי. מול זה ניצול סריקה - סורג שקוף עם תקופה התואמת לזו של הסולם. כאשר גל אור עובר דרך הרשתית, הוא נובע משלושה גלים חלקים עם -1, 0 ו -1 סדר בעוצמה שווה בערך. הסולם משמיע את הגלים כל כך עוצמה זוהרת מתרכזת בסדרת דיפרקציה 1 ו -1. גלים אלה נפגשים שוב בסורג שלב הרשת של הרשת, שם הם מפריעים שוב ומפריעים. זה הופך שלושה גלים שמשאירים את רשת הסריקה בזוויות שונות. לאחר מכן תאים פוטו-וולטאיים ממירים את עוצמת האור לסירוגין לתפוקת האות החשמלי.

בסריקה בין הפרעות, תנועה יחסית בין רשתית לקנה מידה גורמת לחזיתות הגל המפורקות לעבור שינוי שלב. כאשר הסורג זז בתקופה אחת, חזית הגל של המסדר הראשון מזיז אורך גל אחד בכיוון החיובי, ואורך הגל של סדר דיפרקציה -1 נע אורך גל אחד בשלילה. שני הגלים מפריעים זה לזה כאשר הם יוצאים מהגרידה, אז העברו זה לזה בשני אורכי גל (לשתי תקופות איתות מהלך של תקופת סורג אחת בלבד).

שתי וריאציות לסריקת מקודדים

חלק מקודדים לינאריים מבצעים מדידות מוחלטות, כך שערך המיקום זמין תמיד כאשר המכונה דולקת, ואלקטרוניקה יכולה להתייחס אליו בכל עת. אין צורך להעביר צירים להתייחסות. לסיום הסולם יש מבנה קוד מוחלט סדרתי ומסלול מצטבר נפרד משולב לערך המיקום תוך הפקת אות מצטבר אופציונלי.

לעומת זאת, מקודדים לינאריים העובדים במדידה מצטברת משתמשים בסיום סיום עם סורג תקופתי, והקודדים סופרים תוספות אינדיבידואליות (שלבי מדידה) ממקור כלשהו כדי לקבל מיקום. מכיוון שהתקנה זו משתמשת בהתייחסות מוחלטת למיקומים בודקים, קלטות קנה מידה עבור הגדרות אלה מגיעות עם מסלול שני עם סימן התייחסות.

מיקום בקנה מידה מוחלט שנקבע על ידי סימן ההתייחסות מוגדר עם תקופת אות אחת בדיוק. אז על ראש הקריאה לאתר ולסרוק סימן התייחסות כדי לבסס הפניה מוחלטת או למצוא את הנתון האחרון שנבחר (שלעתים דורש ריצות התייחסות ארוכות פעימות).

איטרציות מקודדות לינאריות

אתגר אחד בשילוב מקודד ליניארי הוא שהמכשירים פועלים ממש בציר התנועה, כך נחשפים לסביבת המכונה. מסיבה זו, כמה מקודדים ליניאריים אטומים. בית אלומיניום מגן על הסולם, סורק את הובלה ועל מערך ההוראה שלו מפני צ'יפס, אבק ונוזלים, ושפתיים אלסטיות מכוונות כלפי מטה אטמות את הדיור. כאן, עגלת הסריקה עוברת לאורך הסולם במדריך לחיכוך נמוך. צימוד מחבר בין עגלת הסריקה עם גוש ההרכבה ומפצה על התאמה לא נכונה בין סולם ההוראות למכונה. ברוב המקרים ניתן קיזוז לרוחב וצירי של ± 0.2 עד ± 0.3 מ"מ בין הסולם לבלוק ההרכבה.

מקרה מעניין: יישום כלי מכונה

הפרודוקטיביות והדיוק הם בעלי חשיבות עליונה ליישומים רבים, אך שינוי תנאי ההפעלה הופך לרוב ליעדי העיצוב המאתגרים. שקול כלי מכונה. ייצור החלקים עבר לגדלי אצווה קטנים יותר ויותר, ולכן ההתקנות חייבות לשמור על דיוק תחת עומסים ושבץ שונים. אולי התובעני ביותר הוא עיבוד שבבי של חלקי תעופה וחלל, הזקוקים ליכולת חיתוך מקסימאלית לתהליכי מחסום ואז דיוק מרבי לתהליכי גימור הבאים.

ליתר דיוק, תבניות טחינה באיכות זקוקה להסרת חומר מהיר ואיכות פני השטח הגבוהה לאחר הגימור. במקביל, רק שיעורי הזנה מהיר של קווי מתאר מאפשרים למכונות ליציאה חלקי פלט עם מרחקים מינימליים בין נתיבים בתוך זמני עיבוד מקובלים. אך במיוחד עם קבוצות ייצור קטנות, כמעט בלתי אפשרי לשמור על תנאים יציבים תרמית. הסיבה לכך היא ששינויים בין פעולות קידוח, מחסום וגימור תורמים לתנודות בטמפרטורות כלי מכונה.

מה שכן, דיוק חומר העבודה הוא המפתח להפיכת הזמנות ייצור לרווחיות. במהלך פעולות החיסוס, שיעורי הטחינה עולים ל 80% ומעלה; ערכים מתחת ל -10% נפוצים לגימור.

הבעיה היא שתאוצות גבוהות יותר ויותר ושיעורי הזנה גורמים לחימום בתת-רכיבי המשנה של כונני הזנה ליניאריים של המכונות, במיוחד כאלה המשתמשים בברגי כדורים מונעים-מנועי. אז כאן, מדידת מיקום חיונית לייצוב תיקוני כלי המכונה להתנהגות תרמית.

דרכים לטפל בבעיות חוסר יציבות תרמית

קירור פעיל, מבני מכונות סימטריות ומדידות ותיקוני טמפרטורה הם כבר דרכים נפוצות לטפל בשינויי דיוק הנגרמים על ידי תרמית. גישה נוספת היא לתקן למצב נפוץ במיוחד של סחף תרמי-זה של צירי הזנה מונעים-מנועי סיבוביים הכוללים ברגי כדורים מחזרים. כאן, טמפרטורות לאורך הברזל יכולות להשתנות במהירות עם שיעורי הזנה וכוחות נעים. שינויים באורך המתקבלים (בדרך כלל 100 מיקרומטר/מ 'תוך 20 דקות) יכולים לגרום לפגמים משמעותיים של חומר העבודה. שתי אפשרויות כאן אמורות למדוד את ציר ההזנה הנשלט על ידי מספרי דרך הברזל עם מקודד סיבוב או דרך מקודד ליניארי.

ההתקנה הקודמת משתמשת במקודד סיבוב כדי לקבוע את מיקום השקופית מהמגרש של בורג ההזנה. לכן, על הכונן להעביר כוחות גדולים ולשמש כהצמדה במערכת המדידה - לספק ערכים מדויקים ביותר ולהעתיק באופן אמין את מגרש הברגים. אולם לולאת בקרת המיקום מהווה רק התנהגות מקודדת סיבובית. מכיוון שהוא לא יכול לפצות על שינויים במכניקת הנהיגה בגלל בלאי או טמפרטורה, זהו למעשה פעולה לולאה סגורה למחצה. שגיאות מיקום כונן הופכות בלתי נמנעות ומשפלות את איכות היצירה.

לעומת זאת, מקודד ליניארי מודד את מיקום השקופית וכולל מכניקת הזנה מלאה בלולאת בקרת המיקום (להפעלת לולאה סגורה באמת). לשחק ואי דיוקים באלמנטים של ההעברה של המכונה אין השפעה על דיוק מדידת המיקום. לכן, הדיוק תלוי כמעט אך ורק בדיוק ובהתקנה של המקודד הליניארי. הערה צדדית אחת כאן: מדידת מקודד ישיר יכולה גם לשפר את המדידות של תנועת ציר סיבוב. הגדרות מסורתיות משתמשות במנגנוני הפחתת מהירות המתחברים למקודד סיבוב על המנוע, אך מקודדי זווית דיוק גבוהה מספקים דיוק ושחזור טובים יותר.

דרכים שעיצוב בורג כדורים מתייחס לחום

לשלוש גישות נוספות לטיפול בחום בברגי הכדור יש מגבלות משלהן.

1. כמה רגלי כדורים מונעים חימום פנימי (וחימום של חלקי מכונה מסביב) עם ליבות חלולות למחזור נוזל קירור. אך אפילו אלה מראים התרחבות תרמית, ועלייה בטמפרטורה של 1 K בלבד גורמת שגיאות מיקום ל 10 מיקרומטר/מ '. זה משמעותי מכיוון שמערכות קירור נפוצות אינן יכולות להחזיק וריאציות טמפרטורה בפחות מ- 1 K.

2. לפעמים מהנדסים מודלים התרחבות תרמית של בורג הכדור בפקדים. אך מכיוון שקשה למדוד את פרופיל הטמפרטורה במהלך הפעולה ומושפע מבלאי של אגוז הכדור המחזורי, קצב הזנה, כוחות חיתוך, טווח חצייה המשמש וגורמים אחרים, שיטה זו יכולה לגרום לטעויות שיריות ניכרות (עד 50 מיקרומטר/מ ') ו

3. כמה מברגי כדורים מקבלים מיסבים קבועים בשני הקצוות כדי להגביר את קשיחות מכניקת הכונן. אך אפילו מיסבים נוקשים במיוחד אינם יכולים למנוע התרחבות מייצור חום מקומי. כוחות שהתקבלו הם ניכרים, ומעוותים אפילו את תצורות הנשיאה הנוקשות ביותר - לפעמים אפילו גורמות לעיוות מבני בגיאומטריה של המכונה. מתח מכני משנה גם את התנהגות החיכוך של הכונן, ומשפיל את דיוק המתאר של המכונה. יתרה מזאת, פעולת לולאה סגורה למחצה אינה יכולה לפצות את ההשפעות של שינויים בהעלאת הנשיאה כתוצאה מבלאי או עיוות כונן-מכני אלסטי.