Heim » Closed-Loop Control in CNC Systems

Closed-Loop Control in CNC Systems

1980

High-precision CNC machines employ a geschlossener Kreislauf control system to ensure accuracy. This system uses feedback devices, such as rotary encoders on servomotors or linear scales on the machine axes, to continuously monitor the machine’s actual position. The controller compares this real-time feedback with the commanded position from the program and makes immediate corrections, compensating for errors.

A closed-loop control system is a fundamental concept in automation that provides a high degree of accuracy and reliability, which is critical in CNC applications. Its counterpart, the open-loop system, is simpler and less expensive, typically using stepper motors. In an open-loop system, the controller sends a command (e.g., ‘move 100 steps’) to the Motor and assumes the action is completed perfectly, with no way to verify the outcome. This can lead to inaccuracies if the motor stalls, loses steps due to high load, or if there are mechanical imperfections like backlash in the drive screws.

In contrast, a closed-loop system ‘closes the loop’ with a feedback signal. The primary components are the controller, the actuator (typically a servomotor), and a feedback sensor (an encoder or scale). The controller sends a motion command to the servomotor. The encoder, which is physically coupled to the motor’s shaft or the machine’s moving axis, measures the actual movement and sends a stream of position data back to the controller. The controller’s logic, often a PID (Proportional-Integral-Derivative) algorithm, constantly calculates the ‘following error’—the difference between the commanded position and the actual position reported by the encoder. If an error is detected, the controller adjusts the signal to the motor to correct the discrepancy in real-time. This continuous process of command, measurement, comparison, and correction allows the system to compensate for dynamic variables like tool pressure, thermal expansion of machine components, and mechanical wear, resulting in significantly higher precision and repeatability than is possible with open-loop systems.

UNESCO Nomenclature: 3301
– Automation

Typ

Abstraktes System

Unterbrechung

Wesentlich

Verwendung

Weit verbreitete Verwendung

Vorläufersubstanzen

  • the invention of the servomechanism
  • development of control theory, including the PID controller
  • invention of position feedback devices like rotary and linear encoders
  • availability of microprocessors capable of real-time Signalverarbeitung

Anwendungen

  • high-precision aerospace machining
  • Medizinprodukt Herstellung
  • semiconductor fabrication equipment
  • high-speed machining centers
  • coordinate-measuring machines (CMM)
  • industrial Robotik

Patente:

NA

Mögliche Innovationsideen

!Professionals (100% free) Mitgliedschaft erforderlich

Sie müssen ein Professionals (100% free) Mitglied sein, um auf diesen Inhalt zugreifen zu können.

Jetzt teilnehmen

Sie sind bereits Mitglied? Hier einloggen
Related to: closed-loop, control system, cnc, servomotor, encoder, feedback, pid controller, accuracy, precision, automation.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert

VERFÜGBAR FÜR NEUE HERAUSFORDERUNGEN
Maschinenbauingenieur, Projekt-, Verfahrenstechnik- oder F&E-Manager
Effektive Produktentwicklung

Kurzfristig für eine neue Herausforderung verfügbar.
Kontaktieren Sie mich auf LinkedIn
Integration von Kunststoff-Metall-Elektronik, Design-to-Cost, GMP, Ergonomie, Geräte und Verbrauchsmaterialien in mittleren bis hohen Stückzahlen, Lean Manufacturing, regulierte Branchen, CE und FDA, CAD, Solidworks, Lean Sigma Black Belt, medizinische ISO 13485

Wir suchen einen neuen Sponsor

 

Ihr Unternehmen oder Ihre Institution beschäftigt sich mit Technik, Wissenschaft oder Forschung?
> Senden Sie uns eine Nachricht <

Erhalten Sie alle neuen Artikel
Kostenlos, kein Spam, E-Mail wird nicht verteilt oder weiterverkauft

oder Sie können eine kostenlose Vollmitgliedschaft erwerben, um auf alle eingeschränkten Inhalte zuzugreifen >Hier<

Verwandte Erfindungen, Innovationen und technische Prinzipien

Nach oben scrollen

Das gefällt dir vielleicht auch