 |
Приводы главного движения станков с ЧПУ.
|
|
|
|
Ступенчатое регулирование.
Для всех станков со сменой инструмента, с вращающимся инструментом необходимо управлять частотой вращения шпинделя по программе.
Существует несколько способов.
1. Применение коробок скоростей с электромагнитными муфтами.
Их преимуществом является относительная простота. Налажен серийный выпуск автоматических коробок скоростей на основе фрикционных муфт. Очень малое время переключения.
Для переключения скорости нужно выключить одну группу муфт и включить другую. На это требуется время 0,3 – 1 секунда.
Недостатки:
а) повышенный износ;
б) отсутствие бесступенчатого регулирования частоты вращения;
в) большие потери энергии на трение в муфтах, а также потери на нагрев обмоток муфт. Это приводит неоправданному расходу электроэнергии, нагреву станка, появляются температурные деформации, а, следовательно, к снижению точности.
2. ступенчатое регулирование на основе переключаемых блоков шестеренок.
Довольно высокий КПД, поэтому нагрев на детали станка не велик. Но существенным недостатком является большое время переключения. Для того чтобы осуществить переключение скорости шпинделя необходимо вращение шпинделя остановить или приостановить. Выключить одну из групп шестеренок, включить другую. При этом необходимо убедится в том, что переключение состоялось, т.е. здесь требуется рыле скорости.
36 Бесступенчатое регулирование.
Возможны следующие пути регулировки:
1. фрикционные вариаторы. Их конструктивная сложность, сложность управления, износ, кроме того, довольно большое время регулирования приводят к тому, что в станках с ЧПУ они практически не применяются.
2. на основе гидропривода, в основном применяется дроссельное регулирование, хотя у них КПД, как правило, не выше 27%.
|
|
|
Также применяются гидроприводы с объемным регулированием. Их преимуществом является широкий диапазон регулирования, самосмазывание механизмов, автоматическая защита от перегрузок.
Недостатки:
Сложность конструкции, некоторое снижение КПД из-за двойного преобразования энергии, необходимость квалифицированного обслуживания.
Преимуществом гидравлики является сосредоточение большой мощности в малом объеме. Следовательно, крутящий момент на порядок выше, чем у электродвигателя.
3. регулируемый электропривод.
В современных станках в основном на основе электродвигателей постоянного тока с тиристорными, а для небольшой мощности с транзисторными усилителями.
Они обеспечивают широки диапазон регулирования, до нескольких тысяч раз. Но необходимо, чтобы при обеспечении постоянства крутящего момента этот диапазон сужается до 3-4 раз.
Сложность, высокая стоимость, кроме того, невысокая надежность. Они требуют постоянного ухода и надзора.
Имеются попытки применения асинхронных регулируемых электродвигателей, но их применение ограничивается высокой стоимостью управляющего устройства. Для приводов главного движения обычно необходим диапазон регулирования с постоянной мощностью где-то в 10-30 раз.
Современные электродвигатели этого не обеспечивают. Поэтому либо применяют простые 3-4-х ступенчатые коробки скоростей, либо идут на завышение мощности.
37 Системы автоматической смены инструментов станков с ЧПУ.
Применение системы автоматической смены инструментов позволяет:
1. резко расширить технологические возможности станка;
2. сконцентрировать обработку деталей на меньшем количестве операций;
3. увеличить производительность, т.к. деталь надо ставить на станок не 10 раз, а один;
4. повысить точность, т.к. деталь обрабатывается на одной базовой поверхности;
|
|
|
5. уменьшить количество необходимых приспособлении;
6. упрощается планирование производства.
Имеются принципиально различные группы таких систем:
1.системы с револьверной головкой либо с поворотным резцедержателем. Револьверные головки могут быть либо аксиальными, либо с наклонным расположением шпинделей и инструментов.
Для работы всех этих механизмов необходимы следующие устройства:
- механизм периферийного поворота;
- механизм точной фиксации установленного положения, а иногда и механизм грубой фиксации;
- механизм зажима револьверной головки;
- механизм включения только того шпинделя, который находится в рабочей позиции;
- устройство ручного крепления инструмента.
Преимущества:
1. относительная простота;
2. невысокая стоимость;
3. высокая надежность;
4. малое время сиены инструмента.
Недостатки:
1. небольшое количество используемых инструментов (обычно 6-8). Как исключение на токарных автоматах, когда деталь располагается в рабочей зоне между инструментами, количество инструментов может достигать 30-40.
2. невысокая точность;
3. невысокая стойкость инструмента, т.к. много стыков.
Не все шпиндели револьверной головки могут быть одинаковыми. Могут использоваться силовые для черновой обработки, и быстроходные – для чистовой.
На токарных санках часть позиций может иметь и самостоятельно вращающийся шпиндель. При этом повышается комплексность обработки. Можно осуществить помимо точения радиальное сверление, фрезерование, растачивание.
Такие станки называются токарно-фрезерносверлильными, т.е. универсальными.
38 Система смены с магазином инструментов.
1 – станина;
2 – шпиндель;
3 – инструментальный магазин;
4 – автооператор;
5 – механизм захвата;
6 – механизм зажима.
Здесь возможны две системы смены инструментов.
1. отработавший инструмент и новый инструмент захватывается автооператором при его повороте. Механизм зажима отпускает инструмент, автооператор, выдвигаясь, меняет инструменты местами, далее срабатывает механизм захвата и зажима инструмента. Магазин встает в следующую позицию. В этом случае инструмент убирается в магазин согласно переходам в операции.
|
|
|
2. системы с кодированием инструментальных державок. Здесь инструментальные державки имеют кодовую часть, на которую в виде выступов и впадин записывается номер державки. С помощью путевых переключателей эта кодовая часть считывается. Каждый инструмент имеет свое гнездо в магазине.
В системах класса CNC возможно динамическое кодирование инструмента, т.е. ЭВМ запоминает в каком гнезде какой инструмент стоит.
По конструкции магазины могут быть дисковыми с радиальным расположением гнезд, барабанными с расположением инструмента по образующим барабана в несколько рядов. Кроме того, они могут быть цепными, прямоугольными, также пристаночными и приставными. Автооператор бывает одно и 2-х захватный.
Привод магазина может осуществляться 2 способами:
1. от общего распределительного вала с кулачками, это дает не дорогие, надежные, быстродействующие конструкции, но лишь при небольшом числе движений автооператора. При большом количестве конструкция становится слишком сложной.
2. может осуществляться от отдельного двигателя или гидроцилиндра. Ограничение по кинематике снимаются, но конструкция становится слишком сложной.
Подобные автооператоры работают медленнее кулачковых.
Существуют конструкции станков с магазином инструментов, в которых функции автооператора выполняет сам магазин.
Конструктивно такие станки проще, однако время смены инструмента больше.
1- инструмент в рабочей позиции;
2 – станина;
3 –стол станка;
4 – магазин инструментов.
Для смены инструментов магазин опускается вниз и захватывает отработавший инструмент, вытаскивает его, поворачивается, устанавливает новый, возвращается в исходное положение.
|
|
|
