Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка привод подач Васильев екоп1.docx
Скачиваний:
117
Добавлен:
15.03.2016
Размер:
1.77 Mб
Скачать
  1. Общие сведения

    1. Требования к приводам подач станков с чпу

Привод подач, являясь важнейшей составной частью станка с ЧПУ должен обеспечить создание необходимого тягового уси­лия для перемещения исполнительного органа /ИО/ как со ско­ростями рабочих подач в пределах требуемого диапазона, так и при ускоренных перемещениях на холостом ходу.

Характер требований к приводам подач, как и к большин­ству других узлов и механизмов станка, обусловлен в первую очередь решением задачи обработки поверхностей изделий с за­данным качеством при максимальной производительности. К ос­новным требованиям, предъявляемым к приводам подач станков с ЧПУ относятся следующие: высокая жесткость, в значитель­ной степени определяющая точность перемещений ИО, а следо­вательно, и точность обработки; достаточное быстродействие, необходимое как для обеспечения кратковременности (до 0,1- 0,2 с) пуска и торможения при апериодическом характера этих процессов так и для сокращения времени переходных процессов в условиях работы с резкими колебаниями нагрузки; широкий диапазон регулирования скоростей, обеспечивающий возможность перемещений со скоростями от 1 - 2 мм/мин /точное позиционирование (до 10 - 20 м/мин) быстрое перемещение на холос­том ходу; равномерность движения при различной нагрузке на всех скоростях; оптимальные массогабаритные показатели.

    1. Общая структура приводов подач

Приводы подач станков с ЧПУ могут иметь системы управле­ния разомкнутого или замкнутого типов (рис.1).

Приводы с разомкнутыми системами управления (рис. 1а) строят на основе силовых или не силовых шаговых двигателей (ШД). В последнем случае шаговый двигатель используют совместно с гидроусилителем (ГУ). Достоинствами такого привода являются: естественный характер связи с устройством задания программы в унитарном коде, простота конструкции отсутствие каналов обратной связи и средств определения положения и скорости испол­нительного органа.

Рис.1. Схемы управления приводом подачи станка с ЧПУ: а - разомкнутого типа; б - замкнутого типа; в-привод с линейным двигателем

Однако из-за отсутствия контроля действи­тельного положения ИО на точность его перемещений будут вли­ять погрешности шагового двигателя, гидроусилителя и переда­точных механизмов привода. Кроме того, следует отметить су­щественное ограничение скорости, необходимость, во избежание пропуска импульсов, плавного разгона при входе на режим ус­коренных перемещений и плавного торможения при выходе из режима, невосполнимая потеря информации в случае сбоя (пропуска шага).

Несмотря на отмеченные недостатки, шаговый привод находит применение, и в первую очередь там, где главенствующую роль играют не требования к точности перемещений, а экономические соображения.

В современных станках с ЧПУ основным является замкнутый тип систем управления приводами подач (рис. 1б). В основе их работы лежит принцип, по которому работают следящие системы управления. В системах такого типа c помощью датчика обрат­ной связи Д01 производится прямое или косвенное определение положения ИО, что существенным образом увеличивает точность перемещения. Чтобы повысить точность управления (уменьшить зону нечувствительности и влияние различного рода нелинейностей), а также увеличить жесткость механической характе­ристики привода, в замкнутых системах управления присутству­ет обратная связь по скорости двигателя, содержащая датчик обратной связи Д02, сигналы от которого поступают в усилитель мощности УМ. Из систем замкнутого типа в приводах подач стан­ков о ЧПУ наибольшее распространение (7) поручили такие, в которых производится косвенное определение положения ИО с помощью кругового датчика, жестко связанного c ходовым вин­том или валом электродвигателя. В этом случае особо высокие требования предъявляются к точностным характеристикам пе­редачи винт-гайка и опорам винта, поскольку они не охвачены обратной связью. Однако изготовление винтовых пар и опор ходовых винтов с высокой точностью, правильный выбор диаметра винта, создание предварительного натяга

для устранения зазоров и повышения жесткости в винто­вой паре и опорах дают возможность широко применять замкну­тые системы управления во многих станках с ЧПУ для получения высокой точности перемещений исполнительных органов.

Большую точность перемещений ИО обеспечивают системы уп­равления, в которых место расположения кругового датчика находится в непосредственной близости к ИО, например, когда этот датчик связан с ИО через высокоточную реечную пе­редачу. Прямое определение перемещений ИО станка может быть осуществлено при использовании линейных датчиков об­ратной связи. В последних двух случаях системы обратной связи являются более сложными и дорогими и потому их применяют, ког­да требуется получить высокую точность перемещения ИО.

    1. Механическая часть привода подач

Эта часть привода содержит следующие составные элементы:

- исполнительный орган (перемещаемый узел);

- механизм преобразования вращательного движения в поступатель­ное; как правило, это передача винт - гайка качения и лишь в тяжелых станках с длиной хода перемещаемого узла более 3-4 м - червячно-реечные или шестеренно-реечные передачи;

- редуктор для снижения скорости движения, передаваемого от дви­гателя к перемещаемому узлу; содержит устройство для автома­тической выборки зазоров в подвижных соединениях;

- опоры ходового винта, в качестве которых в настоящее время находят применение прецизионные упорные роликовые подшипники с предварительным натягом, обеспечивающие высокую нагрузоч­ную способность, жесткость и износостойкость;

- упругая муфта с высокой крутильной жесткостью, позволяю­щая создать беззазорное соединение валов и допускающая неко­торые перекосы и несоосность валов.

На рис.2 представлен пример схемы привода подачи с замк­нутой системой управления, содержаний редуктор РД и передачу винт - гайка качения ВГК.

Рис. 2. Схема привода подачи с передачей винт-гайка качения и системой управления замкнутого типа

Обратная связь по положению в этой схеме реализуется с помощью установленного на ходовом винте датчика обратной связи ДК, например, типа вращающегося трансформатора: обратная связь по скорости обеспе­чивается тахогенератором ТГ. Опорами винта служат комбиниро­ванные упорно-радиальные роликоподшипники. Питание высоко-моментного приводного двигателя ВМД осуществляется от усили­теля мощности УМ, например, регулируемого тиристорного прео­бразователя.