Maison » Closed-Loop Control in CNC Systems

Closed-Loop Control in CNC Systems

1980

High-precision CNC machines employ a boucle fermée 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 moteur 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

Type

Système abstrait

Perturbation

Important

Utilisation

Une utilisation répandue

Précurseurs

  • 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 traitement des signaux

Applications

  • high-precision aerospace machining
  • dispositif médical fabrication
  • semiconductor fabrication equipment
  • high-speed machining centers
  • coordinate-measuring machines (CMM)
  • industrial robotique

Brevets :

NA

Innovations potentielles Idées

!niveaux !!! Adhésion obligatoire

Vous devez être membre de l'association pour accéder à ce contenu.

S’inscrire maintenant

Vous êtes déjà membre ? Connectez-vous ici
Related to: closed-loop, control system, cnc, servomotor, encoder, feedback, pid controller, accuracy, precision, automation.

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

DISPONIBLE POUR DE NOUVEAUX DÉFIS
Ingénieur mécanique, chef de projet, ingénierie des procédés ou R&D
Développement de produits efficace

Disponible pour un nouveau défi dans un court délai.
Contactez-moi sur LinkedIn
Intégration électronique métal-plastique, Conception à coût réduit, BPF, Ergonomie, Appareils et consommables de volume moyen à élevé, Production allégée, Secteurs réglementés, CE et FDA, CAO, Solidworks, Lean Sigma Black Belt, ISO 13485 médical

Nous recherchons un nouveau sponsor

 

Votre entreprise ou institution est dans le domaine de la technique, de la science ou de la recherche ?
> envoyez-nous un message <

Recevez tous les nouveaux articles
Gratuit, pas de spam, email non distribué ni revendu

ou vous pouvez obtenir votre adhésion complète - gratuitement - pour accéder à tout le contenu restreint >ici<

Invention, innovation et principes techniques connexes

Retour en haut

Vous aimerez peut-être aussi