Воскресенье, 11 Декабрь 2016 19:41

Движения приводов в ЧПУ

Автор 
Оцените материал
(7 голосов)


Для станков с ЧПУ применяется унифицированная система маркировки координат, рекомендуются эталоном ISO 841:1974. Координатами означают положение оси вращения шпинделя станка либо заготовки и прямолинейное, либо круговое перемещение подачи инструмента либо заготовки. 
В данном случае обозначение осей и направленности перемещения в станке установлено так, будто операция программирования не зависима от движения детали.

Движения в ЧПУ


Обычная система координат представляет собой правую прямоугольную систему, связанную с деталью, оси которой параллельны прямолинейным вращающим элементам станка. 
Все прямолинейные перемещения рассматриваются в системе координат х, Y, Z. а круговое перемещение означают заглавными знаками латинского алфавита: А, B, C. Во всех станках, ось Z это ось шпинделя главного привода, т. е. шпиндель, вращающийся инструмент (токарный сверлильно-фрезерно-расточной станок), либо шпиндель, вращение заготовки (токарные станки). 
Ось Z- это ось перпендикулярная к рабочей плоскости стола, на котором крепится деталь. 
Оси X расположена почти всегда горизонтально плоскости крепления заготовки. На станках с вращающейся заготовкой, к примеру, токарных, перемещение оси Х ориентировано радиусу заготовки. Оси Х и У расположены в плоскостях рабочей зоны станка перпендикулярно шпинделю. 

Следящий привод подачи 


Привод подач — один из основных узлов, характеризующих продуктивность и точность станков с ЧПУ. Он генерирует сигналы управления приводом, обеспечивающих перемещение данной линии движения и позиционирования в установленную координату, огромное смысл имеет улучшение характеристик управления двигателем и цепи управления с учетом кинематической цепи привода. 
Усовершенствование ЧПУ позволило увеличить жесткость и точность деталей станка и точности подачи привода. Привод на быстрой скорости перемещения в современных ЧПУ имеет скорость до 50 м/мин, дискретность движений — 1 нм. 


Высочайшей производительностью характеризуется тиристорным приводом с невысокой скоростью и высоким крутящим моментом двигателя постоянного тока (Рис. 1). Двигатель имеет большой момент инерции, гарантирует отличные динамические свойства, полученные в результате применения (для возбуждения) больших энергий керамические магниты, выдерживают 10-15 раз в пиковые факторы в отсутствии размагничивания. 

высокомоментный двигатель

Рис. 1. Конструктивная схема высокомоментного двигателя: 1 — повышающая передача (мультипликатор) револьвера; 2 — резольвер; 3 — тахогенератор; 4, 5 — коллекторы; 6 - ротор; 7 — корпус статора; 8 — ферритовыс полюсы; 9 — электромагнитный тормоз 

В приводах с высокомоментными двигателями в почти всех вариантах исключена необходимость в редукторе либо существенно упростилась его система, что уменьшило динамическую нагрузку приводного приспособления и ее воздействие на переходные процессы. Производить процесс резания с огромным усилием разрешено лишь в размере 15-20 % от скорости быстрого движения. 


Невзирая на все достоинства, например на высочайший крутящий момент двигатели с постоянным током не используется в современных ЧПУ. В большей степени, это связано с наличием коллекторных узлов в системы мотора. Ненадежный и быстро изнашиваемый узел, коллектор приводит к нередкому выходу из строя привода. Поэтому в станках получил большее распространение синхронные электродвигатели. Они имеют неплохие свойства. Ротор такового электродвигателя исполнен из высокоэнергетических магнитов и катушки находятся в неподвижном статоре. 
Система привода оси контролируется данной УП, описывает входной сигнал как функцию времени по каждой координате. 
Привод слежения владеет как минимум 2 измерителями обратной взаимосвязи скорости (тахогенератор). Привод подачи выбирают с учетом моментов инерции элементов кинематической цепи и нагрузки, нагрузочных моментов (резания и холостого хода), скоростей перемещения и времени переходных процессов (пуска, торможения, реверса). 
Даже при низкой точности позиционирование выполняется двумя основными способами:

путем предварительного снижения скорости;

отключением в заданной позиции с последующим реверсом на медленной скорости (рис. 2.).

В первом случае необходимо получение дополнительной команды, что связано в цикловых системах управления с установкой еще одного командного органа. Поэтому в тех случаях, когда перебег за заданную точку допустим, предпочтительнее второй способ. 

траектория одноступенчатого позиционирования

Рис. 2. Траектория одноступенчатого и многоступенчатого позиционирования: 1 — команда на торможение; 2 — команда на снижение скорости; 3 — команда на остановку; V0, V1, V2 — скорость быстрого хода, промежуточная и ползучая соответственно 

 

Чтобы убавить величину перебега (т. е. путь рабочего тела после получения команды приостановки) применяют способы активного торможения. Примером такого способа является введение между главным (торможение) и 2-ой (выключить) команды установки промежуточной скорости.

При сопоставлении одноступенчатой с двухступенчатой диаграммой (показаны жирными чертами на фиг. 2.) существенно (приблизительно в 3 раза) уменьшается время позиционирования. 

Дискретный (шаговый) привод подачи 


Системы привода с шаговым двигателем (ШД) делят на категории: 
привод шагового мотора, соединенного чрез кинематическую цепь привода; 
прямолинейный привод с шаговым двигателем. 
Синхронные электрические двигатели - это инновационные высокоскоростные шаговые двигатели. Обмотки в синхронных электрических двигателях возбуждаются при несинусоидальных сигналах, т. е. прямоугольных либо ступенчатых импульсах напряжения с изменяющейся в широком спектре частотой. Поэтапный характер напряжений в фазах ШД приводит к дискретному вращению электромагнитного поля в воздушном зазоре двигателя. В итоге перемещения ротора на невысокой частоте состоит из очередности простых шагов, производимых по апериодическому либо осциллирующему закону. С повышением частоты неравномерность частоты вращения ротора шагового двигателя сглаживается. 

Стол для 5-ти осевого ЧПУ
Значимым преимуществом  технологии линейных прямых приводов считается фактическое отсутствие эффектов эластичности, люфта и трения и вибраций в коробки скоростей. Итогом считается высочайшая динамика и точность перемещения узлов. При использовании измерительной системы и климат контроля такие двигатели имеют все шансы осуществлять перемещения с нанометрической точностью. 
Невзирая на все достоинства, привод на базе линейных шаговых двигателей имеет ряд недочетов: 
- ограниченная пропускная способность (тяга по 14 кн); 
- отсутствие самоторможения при снятии напряжения питания; 
- высочайшая стоимость. 


Привод вспомогательных механизмов 


Привода вспомогательных агрегатов бывают гидравлические, пневматические, электрические. 
Гидравлические приводы гарантируют высокую  плавность перемещения и большой  диапазон скоростей. Гидравлический привод гарантирует защиту системы от перегрузки. К недочетам можно отнести  появление наружных утечек жидкости. 
В станках с ЧПУ гидравлический привод используют  для автоматизации вспомогательных механизмов (головки, инструментальные магазины, машины автоматической загрузки, спутники, устройства, зажимные устройства). 

По перемещению выходного звена гидравлические двигатели разделяются на:

  1. цилиндры (поршневые),
  2. ротационные гидравлические двигатели
  3. гидравлические двигатели (с неограниченным вращательным ходом выходного звена).

Роторные гидромоторы применяются для осуществления вращательного перемещения на угол по 270°. Двигатели состоят из корпуса, 2-ух крышек, вала с лезвием, стационарные загородки, уплотнения и крепеж. Вал установлен на 2-ух подшипниках, находящихся в крышках. Эти  движки употребляются в индустриальных роботах. 

Патрон для ЧПУ
Пневматический привод обеспечивает высокую скорость передаваемого движения приводом, имеют  маленькие габариты и очень хорошо защищает привод от перегрузки. В ЧПУ они используется в основном для автоматизации вспомогательных движений в тех вариантах, где перемещение нужно для увеличения производительности. 

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Выполнено
  • Цена: 100 руб.
  • Предпочитаемый способ оплаты: На сотовую связь
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2017
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Расскажите про виды приводов в ЧПУ
Прочитано 940 раз Последнее изменение Понедельник, 12 Декабрь 2016 14:39
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Поделиться в соц. сетях: