Aplicação de transdutores em máquinas-ferramenta de controle numérico

Devido à alta precisão, alta velocidade, alta eficiência e características de segurança e confiabilidade, e com a atualização da tecnologia e dos equipamentos de fabricação, as máquinas-ferramenta CNC (controle numérico computadorizado) ganharam popularidade rapidamente nas empresas. Uma máquina-ferramenta CNC é um tipo de sistema de automação de máquinas-ferramenta controlado por programa, que, de acordo com um programa previamente estabelecido, controla o movimento da máquina e usina as peças. Ela combina mecânica, automação, computação, medição e tecnologias de ponta, como a microeletrônica, utilizando diversos transmissores. Transdutor (ou transdutor): um dispositivo ou componente que detecta e mede as condições físicas (como luz, calor e umidade) ou a composição química (como fumaça) de uma peça, e transmite essas informações para outros dispositivos ou componentes. O dispositivo consegue sentir as informações medidas e convertê-las em um sinal utilizável de acordo com certas regras, geralmente composto por componentes sensíveis e componentes de conversão. Um transdutor é um tipo de dispositivo de detecção que capta informações medidas e as detecta, convertendo-as, de acordo com certas regras, em um sinal elétrico de saída ou outra forma de informação necessária para atender aos requisitos de transmissão, processamento, armazenamento, exibição, registro e controle de informações. É o primeiro passo para a detecção e o controle automáticos. A função do transmissor geralmente se baseia nos cinco sentidos humanos: transmissor óptico – visual; transdutor acústico – auditivo; transdutor sensível a gases – olfativo; transmissor químico – gustativo; transdutor sensível à pressão; transdutor sensorial – tátil. sensor Os sensores são classificados em: (1) classe física, baseada em força, calor, luz, eletricidade, magnetismo e efeitos físicos, etc.; (2) classe química, baseada no princípio da reação química; (3) classe biológica, baseada na função de reconhecimento molecular, como enzimas, anticorpos e hormônios. De acordo com seu princípio básico, geralmente podem ser divididos em 10 categorias: sensor térmico, sensor de luz, sensor de gás, sensor de força, sensor magnético, sensor de umidade, sensor acústico, elemento sensível à radiação, sensor de cor e outros (46 classes de elementos sensíveis). Os transmissores em máquinas-ferramenta CNC devem atender aos seguintes requisitos básicos: 1) Alta resistência a interferências e confiabilidade; 2) Velocidade e precisão de acordo com os padrões e requisitos; 3) Facilidade de uso e manutenção; 4) Custo reduzido. Existem diferentes tipos de máquinas-ferramenta CNC para alguns requisitos do transmissor, e em circunstâncias normais, máquinas-ferramenta CNC de média e alta precisão priorizam a precisão exigida pelo transmissor, enquanto máquinas-ferramenta CNC de grande porte priorizam a velocidade de resposta exigida pelo transmissor. 1. A detecção de deslocamento em máquinas-ferramenta CNC utiliza principalmente encoders de pulso de grade linear e transformadores rotativos, entre outros. 1) A grade linear utiliza a projeção de luz refletida por uma grade linear, sendo frequentemente usada na detecção de deslocamento. Possui alta capacidade de identificação e alta precisão de detecção, sendo amplamente utilizada em medições dinâmicas. Durante o processo de avanço, uma grade fixa é fixada na mesa. O movimento da placa de arrasto gera um sinal de pulso refletido diretamente na grade linear. O uso da grade linear para detectar a posição da mesa em um sistema servo constitui um sistema de controle em malha fechada. 2) Algumas aplicações do encoder de pulsos: o encoder de pulsos é um tipo de transdutor de velocidade ou transdutor de deslocamento angular, que transmite impulsos elétricos a partir de ângulos mecânicos. Existem três tipos de encoders de pulsos: eletromagnéticos, de contato e fotoelétricos. Dentre esses três tipos, o fotoelétrico é o mais utilizado, com um encoder óptico em cada extremidade dos eixos x e z. Sua principal função é detectar deslocamentos angulares digitais, que, por sua vez, refletem indiretamente o deslocamento linear a partir do passo da rosca. 3) O transformador rotativo tem algumas aplicações em motores de indução. A relação entre o deslocamento angular e a tensão de saída do transformador rotativo é direta. O transformador rotativo é constituído por rotor e estator, e consiste em dois enrolamentos no rotor e um enrolamento no estator, com dois núcleos. Os enrolamentos primários e secundários do transformador rotativo são colocados respectivamente no estator e no rotor, e existe uma relação de acoplamento eletromagnético entre os enrolamentos primários e secundários do rotor.

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