意味
完全な閉ループ制御システムは、CNC工作機械のCNC制御システム（CNC）が最初にターゲットポジションコマンドをドライブシステム（サーボドライブなど）に送信することを意味します。ドライブモーターは、透過メカニズム（鉛ねじ、ガイドレール）を駆動して、作業テーブルを駆動します。同時に、システムは、高-精密検出デバイスを介してワークテーブルの実際の変位データを直接収集し、このデータをリアルタイムでCNCに送り返します。 CNCは、「ターゲット位置」と「実際の位置」との偏差を比較し、偏差が許容範囲（通常はマイクロメートルまたはナノメートル）に縮小されるまでドライブコマンドを自動的に調整します。
構成
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部品カテゴリ |
コアロール |
一般的な特定の部分 |
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CNC |
完全に閉じたループの「脳」：ターゲット位置命令を送信し、フィードバックデータを受信し、位置偏差を計算し、補正命令を出力します |
Fanuc 0i/31i、Siemens 828d/840d、Mitsubishi M80など。 |
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サーボドライブシステム |
指示の「執行者」：CNCから修正命令を受信し、モーター出力トルクと速度を調整し、ワークベンチを移動させます |
サーボドライブ（Fanuc Iシリーズ、Siemens S120シリーズなど） +サーボモーター（通常は永久磁石同期モーター） |
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位置検出デバイス（コアフィードバックコンポーネント） |
ワークベンチの実際の位置を直接検出することは、完全な閉ループの鍵です。変位は電気信号に変換され、CNCに供給されます |
-線形スケール（最も一般的に使用されており、最大0.1µmと強い抗-干渉能力の解像度）） -磁気スケール（油性およびほこりっぽい環境に適し、約1μmの解像度） -レーザー干渉計（高-精度のキャリブレーション、non - Real -時間フィードバック、機械工場のポジショニングエラーの検出に使用） |
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機械的伝達メカニズム |
モーターとワークベンチを接続して動きを送信します。閉ループに対する独自のエラーの影響を減らすには、高い剛性と低クリアランス特性を持つ必要があります |
-ボールスクリュー（C3/C2などの高精度グレード、プリ-締められてクリアランスを排除する） -線形ガイド（摩擦誤差を減らすためのローリングガイドまたは静水圧ガイド） -カップリング（弾性結合、モーターとネジの間の同軸誤差の補正） |
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コンポーネントの実行（ワークベンチ） |
最終的にワークピースを運び、動きを完了するコンポーネント：その動きの精度は、処理精度を直接決定し、高い安定性を持つ必要があります |
high -精密ワークベンチ（主に鋳鉄または花崗岩で作られており、内部ストレスを排除するための老化した処理を伴う） |
作業原則
CNCデバイスはモーションコマンドを発行し、サーボドライバーはサーボモーターを駆動して、工作機械の可動部分を駆動して移動します。同時に、位置検出デバイスは、移動部の実際の位置をリアルタイムで測定し、位置情報をCNCデバイスに送り返します。 CNCデバイスは、実際の位置をコマンドの位置と比較し、位置偏差を計算します。この偏差によれば、CNCデバイスはサーボドライバーの出力を継続的に調整し、サーボモーターの速度と方向を調整して、実際の位置とコマンド位置の間の偏差が許容精度範囲に達するまで偏差を減らす方向に移動部品を移動させます。
特徴
利点：完全に閉じた-ループシステムは、移動部の実際の位置を直接測定し、機械的伝送誤差、熱変形誤差など、リアルタイムでさまざまなエラーを補正できるため、ポジショニング精度と運動精度が高く、ミクロンまたはナノメートルレベルに達する可能性があります。
短所：工作機械の機械透過部分などの多くのリンクが含まれているため、システムの安定性は比較的低く、デバッグとメンテナンスは困難であり、コストも高くなっています。
フルクローズドループシステムとsemi -閉ループシステムの違い
フルクローズドループシステムとセミ-閉ループシステムは、CNC工作機械で一般的に使用される2つの位置制御システムです。それらの主な違いは次のとおりです。
検出位置とフィードバック方法
フルクローズドループシステム：位置検出デバイスは、ワークベンチやツールホルダーなどの工作機械の最終的な移動部分に設置され、可動部品の実際の位置を直接測定し、位置情報をCNCデバイスに送り返して閉ループコントロールを形成します。
Semi -閉ループシステム：位置検出デバイスは、サーボモーターのシャフトまたはリードネジの端に取り付けられています。モーターの回転角度または鉛ねじの回転角を測定することにより、工作機械の可動部分の位置が間接的に計算され、この情報はCNCデバイスに返還されます。
正確さ
完全な閉ループシステム：可動部品の実際の位置が直接測定されるため、リードスクリューピッチエラー、ギアトランスミッションエラー、ガイドレール摩耗など、メカニカル伝送チェーンを含むすべてのリンクによって生成されるエラーは、リアルタイムで検出および補正できます。したがって、位置決めの精度と運動の精度は非常に高く、一般に±0.01mm以上に達します。
semi -閉ループシステム：モーターからリードネジまでのエラーのみを補正できます。リードネジとワークベンチ間の接続エラー、ワークベンチのガイドレールエラーなど、リードネジの後の機械透過誤差を直接補正することはできません。したがって、精度は完全な閉ループシステムの精度よりも低く、ポジショニングの精度は通常約±0.05mmです。
安定性
フルクローズドループシステム：工作機械の機械透過チェーン全体を含むため、システムには大きな慣性があり、機械式伝送リンクの摩擦や剛性の変化など、システムの振動や不安定性を容易に引き起こす可能性のある多くの非線形因子があります。したがって、システムの安定性は比較的低く、デバッグは困難です。
semi -閉ループシステム：フィードバックループには、機械式伝送リンクの一部のみが含まれていないか、含まれていません。このシステムには、慣性が小さく、動的な速い応答が高く、比較的優れた安定性、比較的簡単なデバッグがあり、より高い飼料速度と加速を簡単に達成できます。
料金
Full -閉じた{-ループシステム：長い格子定規などの高-精密位置検出デバイスの使用が必要です。システムの精度と安定性を確保するために、高-精密ガイドレール、リードネジ、その他のコンポーネントを使用する必要があります。
semi -閉じた{-ループシステム：位置検出デバイスは、通常、通常の精度の回転エンコーダーであり、モーターまたはリードネジの端に設置され、コストは比較的低くなります。同時に、機械構造の精度要件は比較的低いため、全体のコストは-閉じた-ループシステムの完全なコストよりも低くなります。
アプリケーションシナリオ
完全-閉じた{-ループシステム：航空宇宙、精密金型製造、電子製造、その他のフィールドなどの非常に高い処理精度要件を持つ場合に適しており、-航空機エンジンブレードなどの高度な処理に使用されます。
semi -閉じた{-ループシステム：通常のCNC速度、粉砕機、掘削機など、一般的な精度要件を備えたCNC工作機械で広く使用されており、自動車部品処理、機械的部品の製造など、ほとんどの機械処理のニーズを満たすことができます。
