5. Гидроприводы исполнительных движений автоматизированного технологического оборудования

Рациональные рабочие циклы гидромеханических систем, обеспечиваются, как правило, многодвигательными системами приводов [35].

При их построении учитывается сложность траекторий ИД, необходимых для формообразования поверхности детали (количество переходов, смены инструмента и т.д.), и вид производства (индивидуальное, мелкосерийное, массовое). Для больших объемов производства и несложных деталей применяют цикловые приводы программного регулирования. Они просты, экономичны, но при смене обрабатываемой детали требуется переналадка системы управления. При незначительной партии деталей снижается производительность оборудования. В этих условиях предпочтительно АТО – программные позиционные приводы, в которых переналадка рабочего цикла осуществляется автоматически.

Для формообразования сложных поверхностей используют копировальные системы, обслуживаемые следящими гидроприводами.

Гидромеханические системы приводов АТО реализуются тремя подсистемами: энергосиловой гидравлической, механической и управления.

Особенностью гидропривода АТО является наличие подсистемы и контура управления [37], обеспечивающего организацию, исполнение и контроль правильности выполняемого гидроприводом рабочего цикла в автоматическом режиме, согласованном с рабочим процессом АТО в реальном пространстве и времени.

Подсистема управления формирует последовательность управляющих воздействий на регулирующие устройства гидропривода, обеспечивающие управляемое преобразование энергии потока рабочей жидкости, поступающей в гидродвигатели. При этом реализуются требуемые позиционные перемещения, скорости, силы, крутящие моменты на выходном звене гидродвигателей и связанных с ними механических подсистем целевых механизмов станков.

В случае, когда гидропривод обеспечивает движение нескольких целевых механизмов, задача усложняется. Такие гидромеханические системы называют многодвигательными. Задачу решают, применяя автономные или групповые (магистральные) гидроприводы. Первые имеют отдельный источник питания, вторые – структуру одного источника питания с разветвленными гидромагистралями по количеству гидродвигателей.

5.1. Цикловые гидроприводы

Цикловые гидроприводы (ЦГП) называют часто программными, так как закон необходимых для организации рабочего цикла управляющих воздействий заранее известен в реальном пространстве и времени [23].

Характерным примером является ЦГП агрегатной сверлильной головки (АСГ), схема которого представлена на рис.5.1, а.

Типовой эскиз выполняемого АСГ рабочего цикла приведен на рис.5.1, б, временная циклограмма движения – в табл.5.1.

Таблица 5.1

Включение управляющих устройств циклового гидропривода

Элементы цикла	ГД	Упоры		Выключатели конечные		Электромагниты распределителей				Реле времени
	ГЦ1	У1	У2	ВК1	ВК2	YA1	YA2	YA3	YA4	РВ
0: «Стоп», загрузка	х	+		+		+
0-1: Быстрый подвод vб.п							+		+
1-2: Рабочая подача vр.п			+				+
2-3: Выдержка на упоре	х		+		+		+			+
3-4: Быстрый отвод vб.о								+	+

Примечание. «+» - срабатывание элемента.

Рациональные области применения ЦГП – это жесткие или редко переналаживаемые рабочие циклы целевых механизмов АТО, что характерно для серийного и массового производства. Чаще всего они обслуживаются агрегатными станками, полуавтоматами, автоматическими линиями и станочными системами.

Работу схемы поясняют циклограмма работы гидропривода (рис.5.1, б) и функциональная схема потоков (рис.5.1, в).

Элементы рабочего цикла задаются координатной установкой упоров У1, У2 для осевого пилота Р3, конечных выключателей ВК1, ВК2, подключенных к реле времени РВ. Так, в ЦГП осуществляется настройка управляющей подсистемы на задаваемый рабочий цикл.

Управление направлением движения осуществляет двухпозиционный четырехлинейный распределитель Р1 с электромагнитным управлением (ЭМУ) (YA2, YA3). Останов гидропривода выполняет распределитель Р2 с ЭМУ (YA1), управляющий предохранительным клапаном КП, разгружающим гидросистему от потока, формируемого насосом Н.

а)

б) в)

Рис.5.1. Цикловой (программный) гидропривод силовой агрегатной головки:

а – эскиз рабочего цикла; б – временная циклограмма;

в – принципиальная гидравлическая схема

Скорости рабочих подач v_р.п обеспечиваются дросселем ДР «на выходе», а ускорение перемещения: v_б.п – шунтированием дросселя ДР осевым пилотом Р3 и гидроаккумулятором ГА, v_б.о – шунтированием ДР обратным клапаном КО2, выбором диаметра штока гидроцилиндра Ц и подключением ГА. Выдержка АСГ на ВК2 в конце хода L_р.п обеспечивает реле времени РВ.

Контроль правильности и последовательности выполнения рабочего цикла осуществляют элементы автоматики (см. табл.5.1) «по пути».