Aplicación de la tecnología de control de circuito cerrado en la máquina de molienda de doble disco en la mejora de la precisión de la molienda
La tecnología de control de circuito cerrado de la máquina de molienda de doble disco se ha convertido en el medio central para romper el cuello de botella de precisión de mecanizado tradicional a través del monitoreo en tiempo real y el ajuste dinámico. Durante el proceso de molienda, factores como el desgaste de la rueda de molienda, la deformación térmica y los errores de sujeción de la pieza de trabajo acumulan desviaciones a nivel de micras, mientras que el sistema de circuito abierto solo puede confiar en la ejecución pasiva de procedimientos preestablecidos y no puede hacer frente a las perturbaciones en tiempo real en tiempo real . La esencia del control de circuito cerrado radica en la construcción de un enlace de retroalimentación de 'ejecución de percepción-decisión', por ejemplo, a través de sensores de desplazamiento de alta precisión (como interferómetro láser o sonda capacitiva) adquisición en tiempo real del tamaño de la pieza de trabajo y Datos de posición de la rueda de molienda y en comparación con el modelo teórico, el sistema CNC impulsa los servomotores para compensar el error. Un caso de procesamiento de collar de rodamiento muestra que el control de circuito cerrado puede comprimir el error de paralelismo de la pieza de trabajo de ± 5 μm a ± 1.5 μm, y la tasa de rendimiento aumentó en más del 20%.
El diseño y la selección de la red de sensores es la base del control de circuito cerrado. En una máquina de molienda de doble disco, los puntos de monitoreo clave incluyen la posición axial de la rueda de molienda, el grosor de la pieza de trabajo, la fuerza de molienda y la amplitud de vibración. Por ejemplo, un sensor de desplazamiento inductivo con resolución nanométrica integrado al final del huso de la rueda de molienda captura el agitación axial de la rueda de molienda a nivel de micras en tiempo real; mientras que un sensor de fuerza piezoeléctrico instalado en el accesorio de la pieza de trabajo monitorea el cambio dinámico de la fuerza de molienda y evita las quemaduras de superficie debido a la sobrecarga de corte. Un fabricante de amolador de alta gama alemán adopta la tecnología de fusión de sensores múltiples para sincronizar los datos de la fuerza de molienda, la temperatura y la vibración en la unidad de control, y elimina la interferencia de ruido a través de los algoritmos de filtrado de Kalman, de modo que el nivel de confianza de la señal de retroalimentación alcanza el 99%.
El diseño de la retroalimentación en tiempo real y el algoritmo de compensación dinámica determina directamente la velocidad de respuesta y la precisión del sistema de circuito cerrado. El control PID tradicional es difícil de adaptar a las perturbaciones no lineales en el proceso de molienda (por ejemplo, pasivación de la rueda, fluctuaciones de dureza del material) debido a los parámetros fijos. Por esta razón, se han introducido algoritmos de control adaptativo. Por ejemplo, los controladores de lógica difusa pueden ajustar automáticamente la velocidad de alimentación de acuerdo con la tasa de cambio de la fuerza de molienda, y cuando se detecta un aumento repentino en la fuerza de molienda, el sistema reduce la velocidad de alimentación en un 30% dentro de los 10 m. Patrones de vibración en la superficie de la pieza de trabajo. Una solución más de vanguardia es combinar la tecnología de aprendizaje automático para entrenar un modelo de predicción a través de datos de mecanizado históricos para predecir las tendencias de desgaste de las ruedas de molienda y compensar de antemano. Un experimento ha demostrado que esta tecnología puede extender la vida en las ruedas de molienda en un 40 por ciento, al tiempo que reduce la cantidad de apósitos en un 30 por ciento.
La compensación de errores térmicos es otro escenario de aplicación importante para el control de circuito cerrado en máquinas de molienda de doble disco. El calor generado por la molienda de alta velocidad conduce a la expansión térmica a nivel de micras de componentes como el lecho y el huso, y el modelo tradicional de compensación de temperatura se basa solo en un número limitado de puntos de medición de temperatura con precisión limitada. El sistema de nueva generación combina sensores de temperatura de fibra óptica distribuida en estructuras clave (por ejemplo, rodamientos de husillo, rieles guía) con un modelo de simulación de deformación térmica de elementos finitos para predecir la cantidad de expansión térmica en tiempo real y motores lineales de impulso para compensarlo en el dirección inversa. Después de adoptar esta tecnología, un fabricante de equipos de semiconductores ha reducido la fluctuación de espesor de la pieza de trabajo de ± 3 μm a ± 0.8 μm durante 8 horas de mecanizado continuo, logre la estabilidad submicrónica.
La integración inteligente expande aún más los límites de aplicación del control de circuito cerrado. Por ejemplo, la incrustación del sistema de visión artificial en el enlace de circuito cerrado permite la inspección en línea de la superficie de la pieza de trabajo después de completar la rectificación, y si se encuentran áreas locales no terrestres, el sistema activa automáticamente el proceso de mecanizado secundario sin intervención manual. Además, la tecnología gemela digital puede obtener una vista previa de los efectos de diferentes estrategias de compensación a través de la interacción en tiempo real entre modelos virtuales y equipos físicos. En una línea de producción de piezas automotrices, el sistema digital de circuito cerrado impulsado por gemelo redujo el tiempo de puesta en servicio en un 70%, al tiempo que reduce la desviación estándar de la consistencia de mecanizado de 1.2 μm a 0.4 μm.
