4.3 Привод подач

К приводам станков с ЧПУ предъявляются более высокие требования, чем к приводам универсальных станков. В механизме подач основное усилие затрачивается на преодоление усилия резания при перемещении узла станка. Для привода подач необходимо регулирование скорости в широком диапазоне с постоянным моментом.

4.3.1 Требования к приводам подач:

Расширенный от 1 до 10 000 мм/мин диапазон регулируемых подач с возможностью дистанционного управления от УЧПУ;

Привод подач должен обеспечивать сверхширокий диапазон регулирования скорости D10000, так как в станках с ЧПУ минимальная подача определяется дискретностью управления и обратной связи. Только при отработке приводом каждой дискреты возможно обеспечение заданного качества обработки. В современных станках с ЧПУ максимальная скорость подач составляет 30-50% от скорости быстрых перемещений.

Маленький момент инерции, что определяет быстродействие привода и точность обработки;

Важное свойство привода подач – быстродействие. Оно определяется отношением крутящего момента к моменту инерции. Широкое распространение получили высокомоментные двигатели постоянного тока. Высокое быстродействие объясняется способностью кратковременно развивать большой крутящий момент.

Другая особенность привода подач станка с ЧПУ – скачкообразный характер изменения скорости при относительно небольшом и плавном изменении скорости между скачками. Такие изменения скорости наблюдаются при обработке деталей, контур которых состоит из отрезков прямых, расположенных под углом друг к другу. Время разгона и торможения на участках контура детали с резким изменением направления скорости не должно превышать время поворота фрезы на один зуб, т.к. в противном случае резко возрастает износ инструмента.

высокая чувствительность к малым перемещениям. Зона нечувствительности возникает из-за того, что двигатель имеет отличную от нуля величину на выходе (например, скорость двигателя) только при сигнале на входе не меньшем некоторой минимальной величины. Это связано с трением в подшипниках, в щетках

высокая плавность перемещений на малых скоростях;

высокий кпд;

высокая жесткость, т.к. она влияет на статические и динамические ошибки рабочего органа.

4.3.2 Типы приводов подач

По наличию обратной связи: шаговый (разомкнутый), следящий (замкнутый).

По типу двигателя: электрический, гидравлический.

В электрических приводах используют:

шаговый двигатели;

асинхронные двигатели с редуктором или коробкой подач,

низкооборотные (1000 об/мин) двигатели постоянного тока на высокоэнергетических постоянных магнитах. Такой двигатель часто используется без промежуточного редуктора и присоединяется непосредственно к ходовому винту.

высокоскоростные электродвигатели постоянного тока с преобразователями для регулирования частоты вращения в широких пределах (например, тирристорное регулирование);

высокомоментные двигатели постоянного тока, которые присоединяют непосредственно к ходовому винту;

высокомоментные вентильные двигатели;

Гидропривод от гидродвигателя или гидроцилиндра устанавливают чаще всего на конечное звено (ходовой винт).