5.1.2. Основные требования к конструкции гпм.
ГПМ
требуют высокой точности позиционирования
по осям, при дискретности отсчета
перемещения 1 мкм для большинства
станков, а в базовом исполнении, точность
позиционирования по осям должна быть
не менее +/- 5 мкм. по европейским стандартам
VDI.
Наши стандарты менее жесткие и зависят
от моделей станков и их габаритов и
колеблются для, сравнимых вариантов
для станков, например, сверлильно-фрезернорасточных
в пределах +/-7-10мкм.
Для
прецизионной обработки необходима
более высокая точность, что требует
поддержания пос. температуры в цеху
20
С
+/- 2
С
Точность станка определяется точностью
изготовления его деталей и узлов
(особенно направляющих корпусных
деталей, несущих инструмент и заготовку),
высокими динамическими характеристиками
приводов подач и главного привода,
качеством сборки станка, жесткостью
его элементов, зазорами в сопрягаемых
деталях, условиями трения в направляющих
при перемещении рабочих органов и др.
Жесткость шпинделя и других ответственных
узлов станка должна превосходить
жесткость аналогичных узлов, предназначенных
для традиционных станков.
При
трогании с места исполнительный орган
начинает движение не одновременно с
действием управляющего сигнала, а только
после того, как будут выбраны зазоры в
передачах, произойдет некоторая
деформация элементов, а усилие,
воздействующее на управляемый орган,
превзойдет сопротивление сил трения и
сил резания. Действие указанных факторов
особенно важно учитывать при конструировании
ходовых винтов - последних звеньев
передач к исполнительным органам
большинства ГПМ. Именно поэтому в ГПМ
используют шарико-винтовые пары (ШВП),
отличающиеся высокими точностью,
износостойкостью и жесткостью благодаря
применению гаек с предварительным
натягом и большему диаметру ходового
винта. Последний, жестко крепится в
осевом направлении, для чего используют
упорные подшипники с предварительным
натягом.
В ГПМ, по сравнению с
традиционными станками, кинематические
цепи, передающие движение от электродвигателя
к исполнительному механизму, значительно
короче благодаря применению автономных
приводов для всех рабочих движений.
Коробка скоростей ГПМ имеют
-18-
жесткий шпиндель с короткими кинематическими цепями, широким диапазоном частоты вращения за счет частотно-регулируемого главного привада. Эти конструктивные особенности позволяют значительно увеличить статическую и динамическую жесткость привода. ГПМ оснащаются направляющими качения, обеспечивающими высокую точность перемещений исполнительных механизмов, а также беззазорными механическими передачами. Скорость быстрых перемещений исполнительных механизмов, зависит от перемещаемых масс, маховых масс вращающихся деталей ШВП и роторов электродвигателей. Для уменьшения времени торможения и пуска конструкторы стремятся уменьшить массы перемещающихся узлов и маховые массы вращающихся деталей и увеличить статическую и динамическую жесткость привода. Дискретность (цена импульса) это перемещение по осям исполнительных механизмов, должна быть не более 1 мкм. Это положительно влияет на увеличения точности позиционирования и увеличивает точность аппроксимации расчетной траектории перемещения при круговой интерполяции при условии, что будут применяться абсолютные линейные датчики, а не косвенные.
И так, основные требования, предъявляемые к конструкции, которые должны быть выполнены при проектировании ГПМ:
1. Должна быть обеспечена высокая жесткость базовых деталей упругой несущей системы при максимально возможном снижении их масс.
2. Бесступенчатое регулирование скорости подач и частоты вращения шпинделя. Применение частотно-регулируемых приводов подач и главного привода с высокой статической и динамической жесткостью. Патроны токарных станков должны быть оснащены автоматическим зажимом детали.
3.Привода подач должны иметь короткие беззазорные кинематические цепи с высокой осевой и радиальной жесткостью.
4. Направляющие (качения, скольжения, гидростатические) должны иметь малый коэффициент трения, высокую твердость и высокую износостойкость