Как обеспечивается точный останов движущихся узлов станков

Как обеспечивается точный останов движущихся узлов станков

В схемах автомати зации работы станков, установок и машин важное значение имеет вопрос о точности останова движущихся узлов станков с помощью путевых переключателей. В ряде случаев от этого зависит точность изготовления детали.

Точность останова зависит от :

2) степени его износа;

3) состояния его контактов;

4) точности изготовления кулачка, воздействующего на путевой переключатель;

5) точности установки кулачка;

6) пути, пройденного инструментом за время срабатывания аппаратов релейно-контакторного управления;

7) величины перемещения инструмента, обусловленного силами инерции цепи подачи;

8) недостаточно точного согласования исходных положений режущего инструмента, измерительного устройства и путевого командоаппарата;

9) жесткости технологической системы станок — приспособление — инструмент — деталь;

10) величины припуска и свойств обрабатываемого материала.

Факторы, указанные в п. 1 — 5, определяют погрешность Δ1 обусловленную неточностью подачи командного импульса; факторы, отмеченные в пп. 6 и 7, -погрешность Δ 2 размера вследствие неточности в исполнении команды; фактор, приведенный в п. 8, — погрешность Δ 3 согласования исходных положений режущего и измерительного инструментов и командного элемента устройства; факторы, указанные в п. 9 и 10, определяют погрешность Δ 4, возникающую в каждом станке вследствие упругих деформаций, вызываемых в технологической системе силами резания.

Суммарная погрешность Δ = Δ 1 + Δ 2 + Δ 3 + Δ 4.

Суммарная погрешность, так же как и ее составляющие, не является постоянной величиной. Каждая из погрешностей содержит систематическую (номинальную) и случайную ошибки. Систематическая ошибка представляет собой постоянную величину и может быть учтена в процессе наладки. Что касается случайных ошибок, то они вызываются случайными колебаниями напряжения, частоты, сил трения, температуры, влиянием вибраций, износа и т. д.

Для обеспечения высокой точности останова погрешности стремятся насколько возможно уменьшить и стабилизировать. Одним из способов уменьшения погрешности Δ1 является повышение точности срабатывания путевых переключателей и уменьшение величины хода толкателей . Например, микропереключатели по сравнению с другими путевыми переключателями, применяемыми в станкостроении, отличаются большей точностью срабатывания.

Каждый электрик должен знать:  Каскад с ОЭ

Еще большая точность срабатывания может быть достигнута использованием электроконтактных головок , применяемых для контроля размеров деталей. Точность установки кулачков, воздействующих на путевые переключатели, также может быть повышена применением микрометрических винтов, оптического визирования и т. д.

Погрешность Δ 2, как было указано, зависит от пути, пройденного режущим инструментом после подачи команды. Когда путевой переключатель срабатывает под действием нажимающего на него упора в некоторой точке, то отпадает контактор, на что требуется некоторое время, в течение которого движущийся узел станка продолжает перемещаться на участке 1 — 2 с прежней скоростью. При этом колебания скорости вызывают изменение величины пройденного пути. После выключения электродвигателя контактором происходит замедленное движение системы по инерции. При этом система проходит путь на участке 2 — 3.

Рис. 1. Схема точного останова

Момент сопротивления Мс в цепях подачи создается в основном силами трения. За время движения по инерции этот момент практически не изменяется. Кинетическая энергия системы при движении по инерции целиком равна работе момента Мс (приведенного к валу электродвигателя) на угловом пути φ вала двигателя, соответствующем движению системы по инерции: Jω 2 /2 = Mc φ, отсюда φ = Jω 2 / 2Мс

Зная передаточные отношения кинематической цепи, нетрудно определить величину линейного перемещения поступательно движущегося узла станка.

Момент сопротивления в цепях подачи, как было указано выше, зависит от силы тяжести узла, состояния трущихся поверхностей, количества, качества и температуры смазки. Колебания этих переменных факторов вызывают значительные изменения величины Мс, а следовательно, и пути 2 — 3. Управляемые путевыми переключателями контакторы тоже имеют разброс значений времени срабатывания. Кроме того, скорость движения также может несколько изменяться. Все это приводит к разбросу положений точки останова 3.

Каждый электрик должен знать:  Простейшие электрические расчеты (Гайях Т.)

Для уменьшения пути движения по инерции нужно уменьшить скорость движения, маховой момент системы и увеличить тормозящий момент. Наиболее эффективным является понижение скорости привода перед остановом . При этом резко уменьшаются кинетическая энергия движущихся масс и величина перемещения по инерции.

Снижение скорости подачи уменьшает и путь, проходимый за время срабатывания аппаратов. Однако уменьшение подачи во время обработки обычно недопустимо, так как оно приводит к изменению заданного режима и чистоты поверхности. Поэтому понижение скорости электропривода чаще используют при установочных перемещениях . Скорость электродвигателя понижают различными способами. В частности, используют специальные схемы, обеспечивающие так называемые ползучие скорости .

Основную часть момента инерции цепи подачи составляет момент инерции ротора электродвигателя , поэтому при выключении электродвигателя ротор его целесообразно механически отделить от остальной кинематической цепи. Это производят обычно посредством электромагнитной муфты . При этом останов происходит весьма быстро, так как ходовой винт обладает незначительным моментом инерции. Точность останова в этом случае определяется в основном величиной зазоров между элементами кинематической цепи.

Для увеличения тормозного момента применяют электрическое торможение электродвигателей, а также механическое торможение посредством электромагнитных муфт. Более высокая точность останова может быть достигнута посредством применения жестких упоров, механически прекращающих движение. Недостатком в этом случае являются значительные силы, возникающие в частях системы при соприкосновении с жестким упором. Эти два вида торможения применяют совместно с первичными преобразователями, отключающими привод, когда давление на упор достигнет определенной величины. Точный останов посредством низковольтных электроупоров схематически представлен на рис. 2.

Рис. 2. Схемы точного останова

Движущийся узел А станка встречает на своем пути жесткий упор 4. Головка этого упора изолирована от станины станка, и при соприкосновении с нею узла А замыкается цепь вторичной обмотки трансформатора Тр. При этом срабатывает промежуточное реле Р, которое отключает двигатель. Так как в данном случае станина станка входит в электрическую цепь, то напряжение цепи понижают трансформатором Тр до 12 — 36 В. Значительную трудность представляет подбор материала, изолирующего головку электроупора. Он должен быть достаточно твердым, чтобы сохранить размер, и вместе с тем должен выдерживать значительные ударные нагрузки упора 4.

Каждый электрик должен знать:  Обратимость электрических машин

Можно применить также жесткий механический упор и путевой переключатель, который отключает электродвигатель, когда до соприкосновения узла с упором остается несколько долей миллиметра, причем движение до упора завершается по инерции. При этом нужно иметь в виду, что силы трения непостоянны, и при слишком раннем отключении электродвигателя путевым переключателем узел может не дойти до упора, а при позднем — произойдет удар об упор.

Для особо точных установочных перемещений применяют фиксатор, управляемый электромагнитом . В этом случае при движении стола А сначала срабатывает путевой переключатель 1ПВ, который переключает электродвигатель на работу с пониженной скоростью. С этой скоростью гнездо 6 подходит к фиксатору 7. При западании фиксатора 7 срабатывает путевой переключатель 2ПВ и отключает электродвигатель от сети. При включении катушки электромагнита 8 фиксатор выводится из гнезда.

Следует отметить, что относительная сложность точного останова движущихся частей станка средствами путевой электроавтоматики заставляет во многих случаях применять гидравлические системы . При этом относительно легко достигаются низкие скорости, и подвижный узел может продолжительное время оставаться прижатым к жестокому упору. Для точного останова при быстром повороте элементов станков часто используют передачи типа мальтийского креста и фиксаторы.

Добавить комментарий