25 Влияние зазоров в механических передачах на работу следящего привода.
1. Зазор в механических передачах не допустим. Если эти зазоры охвачены обратной связью, т.к. в этом случае, в станке возникают автоколебания и управляемый орган станка будет непрерывно колебаться около требуемого положения в пределах приведенного зазора – суммарного зазора.
2. Если зазор не охвачен обратной связью, то он целиком переходит в погрешность изготовления детали.
В 1-ом варианте автоколебания могут не возникать в случае, если коэффициент сопротивления очень мал, если большой коэффициент трения в ходовом винте. Однако при этом приходится жертвовать быстродействием привода, уменьшить скорость движения.
Обычно считается, что допустимая величина зазора должна быть не больше одной единицы дискретности привода. Зазоры в редукторе и в ходовом винте влияют по-разному. Зазор в винтовой передаче непосредственно передается на стол, а зазор в редукторе понижается.
где
-
боковой зазор в зубчатой передаче;
-
диаметр зубчатого колеса, соединенного
с винтом;
-
шаг винта.
Например, =0,1 мм;
=100 мм;
=5 мм.
Если применяются многоступенчатые редукторы, то в 1-ых ступенях зазор как правило выбирать не обязательно, но это надо проверять расчетом.
Кинематические и силовые соотношения.
Из кинематического соотношения определяется: .
Силовой расчет производят на основе равенства работ, выполняемых столом и двигателем.
(*)
Из силового соотношения (*) зная силы, преодолеваемые столом, можно определить, необходим крутящий момент двигателя, т.е. выбрать его по мощности.
26 Датчики следящих приводов подач.
В настоящее время широкое применение получили 2 вида датчиков:
1. импульсные;
2. фазовые.
Импульсные характеризуются тем, что при перемещении на одну единицу дискретности они выдают один импульс напряжения. Они могут быть контактными и бесконтактными. Кроме того, смотря по тому какую величину, они измеряют их разделяют на линейные и круговые.
Пример, конструкция контактного линейного датчика.
Недостатки:
1. наличие контактов приводит к низкой надежности;
2. невозможно получить малую дискретность h, т.е. точность перемещения.
Поэтому сейчас наибольшее распространение получили бесконтактные фотоэлектрические датчики.
1 – круговая шкала;
2 – осветитель;
3 – диафрагма, не позволяющая поступать свету от соседних отверстий.
4 – фотоэлемент;
5 – фокусная линза.
Дискретность такого датчика h = 3600/Z [град/импульс].
Достоинства:
1. маленькая дискретность, т.е. высокая точность измерения величины перемещения;
Имеется два способа уменьшения дискретности:
1. редукция;
2. увеличение числа отверстий Z.
Очень высокую точность перемещения и малую дискретность можно получить с помощью фотоэлектрических стеклянных линеек.
1- осветитель;
2 – короткая линейка;
3 – шкала (длинная линейка);
4 – фокусирующая линза;
5 – фотоэлемент.
Элементы 1, 2, 4, 5 находятся на одной детали станка, а элемент 3 на другой. При перемещении линейки 3 относительно 2 непрозрачные участки могут или совпадать, при этом окажется максимум освещенности фотоэлемента, или перекрывать прозрачные участки, при этом - минимум освещенности фотоэлемента.
На выходе фотоэлемента появляется сигнал следующей формы:
Поскольку системы управления строятся на микросхемах, работающих с напряжениями 2-х уровней: логического нуля и логической единицы, поэтому сигнал с фотоэлемента преобразуют в цифровую форму.
Подобные датчики позволяют получать дискретность 1 микрон/импульс.
В нашей структурной схеме – это вариант ДОС1. Поэтому же принципу могут быть построены и круговые датчики.
Они имеют высокую точность, позволяют получить малую цену импульса, но:
1. дорогие, причем цена их очень высокая и зависит от длины стеклянной линейки;
2. мало надежны;
3. требуют очень точной установки на станке, чтобы зазор между линейками был от 0,05-0,2 мм.
Очень перспективным является использование индуктивных бесконтактных датчиков.
Датчик реагирует на приближение металла.
Широкое семейство таких датчиков выпускает немецкая фирма «Балуфф». В бывшем СССР они выпускались в Киеве и потом в г.Рыбинске.
Достоинства:
1. они могут работать в агрессивных средах;
2. высокий уровень выходного сигнала за счет электронной схемы, а, следовательно, высокая помехоустойчивость;
3. они могут имитировать полную группу контактов реле, тем самым повышается универсальность датчика и его функциональные возможности.