1.2 Анализ существующей системы управления привода подачи
Привод продольной подачи, смонтированный на корпусе салазок, состоит из двигателя, редуктора и шариковой пары, винт которой закреплен на станине и сообщает возвратно-поступательное перемещение в продольном направлении - координата "Z".
Привод поперечной подачи смонтирован в консоли, винт шариковой пары жестко соединен с салазками и перемещает их в поперечном направлении - координата "X".
Данная система привода подачи работоспособна, но имеет большую, по современным критериям качества, погрешность из-за выработок в процессе длительного использования и нуждается в замене.
Все электродвигатели подач имеют бесступенчатое изменение скорости вращения в широких диапазонах, но так как срок службы их практически пришел к концу то частые сбои и неполадки, на значительно время останавливают процесс работы станка.
Ограничения крайних положений подвижных узлов станка осуществляется блоками путевых конечных выключателей, которые служат также для контроля установки подвижных органов в исходное положение. На современных системах управления используются абсолютные линейные датчики высокой точности, в которых используется абсолютная система измерения, и система управления в реальном времени отслеживает положение режущего инструмента, таким образом, значительно повышая точность и быстродействие.
Кинематическая схема станка представлена на рисунке 1.2
Базовый вариант токарного станка оснащен автоматической системой управление SINUMERIC 520К представленной на рисунке 1.3.
SINUMERIK 520К представляет собою двухкоординатную систему числового контурного управления токарными операциями с линейной и круговой интерполяцией. Считывание с перфоленты со скоростью 150 знаков в секунду, бобина диаметром 7 1/2 дюймов.
Программирование может осуществляться с абсолютным и относительным отсчетом размеров. При программировании с абсолютным отсчетом размеров программируется диаметр. Дискретность ввода 0,001 мм, дискретность вывода 0,002 мм. Информация вводится в систему с помощью восьмидорожечной перфоленты, по выбору, в коде ISO (DIN 66024) или в коде EIA. Номера кадров, путевые условия, путевая информация и значения подачи поступают в буферные накопители.
Данная система не удовлетворяет современным требованиям надежности, точности и быстродействия, из-за неудобства задания программного кода и не высокой надежности перфоленты, система часто выходит из строя и приводит к часты простоям станка.
Диапазон перемещений составляет 4000 мм. В пределах одного кадра интерполируются перемещения по прямой или по дуге окружности величиной до 2000 мм. С помощью дополнительного датчика импульсов на главном шпинделе могут нарезаться резьбы шагом от 0,02 мм до 40 мм. Подача вводится непосредственно от 0,01 до 4000 мм/мин или как подача за время оборота от 0,01∙10-3 до 2 мм/об., эти параметры удовлетворяют современным требованиям диапазона регулирования.
Установленная скорость ускоренного хода предусматривается в пределах от 0,2 до 12 мм/мин.
Различные крепления изделий могут учитываться путем устанавливаемого сдвига нуля.
С помощью программирования постоянной скорости резания по адресу S возможно достигнуть постоянной мощности, расходуемой на резание. При этом принимаются во внимание до 5 ступеней коробки передач.
Результирующее число оборотов шпинделя может быть ограничено на 50, 60, 70, 80, 90% максимально достигаемой величины.
Через переключатель коррекции числа оборотов, возможно, непосредственно программировать число оборотов шпинделя и постоянную скорость резания. Число оборотов шпинделя может быть подвергнуто 10%-му ступенчатому изменению в области от 50 до 100%.
В системе используется абсолютная измерительная система с сельсинами или индуктосинами в качестве измерительных датчиков. Контур управления положением построен на базе тиристорных преобразователей для сервоприводов постоянного тока. Применение тиристорных преобразователей ограничивает динамические характеристики привода и является причиной значительного рассеивания мощности при переходных процессах.
Проведенный анализ действующей системы управления позволил выявить недостатки системы, влияющие на точность обработки деталей и быстродействие. В связи с этим поставлена задача полной замены системы автоматического управления SINUMERIK 520K.
Рисунок 1.3 – Шкаф ЧПУ SINUMERIK 520K