W jaki sposób zapewnione jest precyzyjne zatrzymanie ruchomych części maszyn do cięcia metalu?

W schematach automatycznego sterowania pracą maszyn, instalacji i maszyn bardzo istotna jest kwestia dokładności zatrzymywania ruchomych zespołów maszyn do obróbki skrawaniem za pomocą zwrotnic drogowych. W niektórych przypadkach od tego zależy dokładność wykonania części.

Dokładność hamowania zależy od:

1) urządzenia wyłączników krańcowych;

2) stopień jego zużycia;

3) stan jego kontaktów;

4) dokładność wykonania krzywki działającej na przełącznik ruchu;

5) dokładność regulacji krzywki;

6) drogę przebytą przez narzędzie podczas pracy urządzeń sterujących przekaźnikowo-stycznikowych;

7) wielkość ruchu narzędzia spowodowana siłami bezwładności łańcucha dostaw;

8) niedostatecznie dokładna koordynacja położeń początkowych narzędzia skrawającego, urządzenia pomiarowego i kontrolera toru;

9) sztywność układu technologicznego maszyna — urządzenie — narzędzie — część;

10) wielkość naddatku i właściwości obrabianego materiału.

Współczynniki określone w punktach 1 — 5 określają błąd Δ1 z powodu niedokładności podania impulsu sterującego; czynniki wymienione w ust. 6 i 7, — wielkość błędu Δ2 spowodowana niedokładnością wykonania polecenia; współczynnik określony w pkt. 8 to błąd Δ3 wyrównania położeń początkowych narzędzi skrawających i pomiarowych oraz elementu sterującego urządzenia; współczynniki podane w punktach 9 i 10 określają błąd Δ4 występujący w każdej maszynie na skutek odkształceń sprężystych wywołanych w układzie technologicznym siłami skrawania.

Błąd całkowity Δ = Δ1 + Δ2 + Δ3 + Δ4.

Błąd całkowity, podobnie jak jego składowe, nie jest wartością stałą. Każdy z błędów zawiera błędy systematyczne (nominalne) i przypadkowe. Błąd systematyczny jest wartością stałą i może być brany pod uwagę podczas strojenia. Jeśli chodzi o błędy losowe, są one spowodowane przypadkowymi wahaniami napięcia, częstotliwości, sił tarcia, temperatury, wpływem wibracji, zużycia itp.

W celu zapewnienia wysokiej dokładności hamowania dąży się do jak największego ograniczenia i ustabilizowania błędów. Jednym ze sposobów zmniejszenia błędu Δ1 jest zwiększenie dokładności przełączników ruchu i zmniejszenie skoku sterów strumieniowych… Na przykład mikroprzełączniki w porównaniu z innymi trajektoriami stosowanymi w budowie maszyn, wyróżniają się większą dokładnością pracy.

Jeszcze większą dokładność można osiągnąć stosując elektryczne głowice stykowe, które służą do kontroli wymiarów części. Dokładność regulacji krzywek działających na zwrotnice jazdy można również zwiększyć poprzez zastosowanie śrub mikrometrycznych, celowników optycznych itp.

Błąd Δ2, jak wskazano, zależy od drogi przebytej przez narzędzie skrawające po wydaniu polecenia. Kiedy wyłącznik wyzwalający jest uruchamiany przez ogranicznik wciskając go w pewnym punkcie, stycznik znika, co zajmuje trochę czasu, podczas którego poruszający się blok maszyny kontynuuje ruch w sekcji 1 — 2 z tą samą prędkością. W tym przypadku wahania prędkości powodują zmianę wartości przebytej drogi. Po odłączeniu silnika elektrycznego od stycznika układ zwalnia bezwładnie, w tym przypadku układ przechodzi przez tor w odcinku 2 — 3.

Ryż. 1. Precyzyjny obwód hamowania

Moment oporu MC w obwodach mocy jest tworzony głównie przez siły tarcia. Podczas ruchu pędu moment ten praktycznie się nie zmienia. Energia kinetyczna układu podczas ruchu bezwładnościowego jest dokładnie równa pracy momentu Ms (zredukowanego do wału silnika) wzdłuż toru kątowego φ wału silnika odpowiadającego ruchowi bezwładności układu: Jω2/ 2 = Makφ, stąd φ = Jω2/ 2 ms

Znając przełożenia łańcucha kinematycznego, łatwo jest wyznaczyć wielkość przemieszczenia liniowego poruszającego się postępowo bloku maszyny.

Moment oporu w łańcuchach dostaw, jak wspomniano powyżej, zależy od masy urządzenia, stanu powierzchni ciernych, ilości, jakości i temperatury smaru. Wahania tych czynników zmiennych powodują znaczne zmiany wartości Mc, a więc torów 2 — 3. Styczniki sterowane przełącznikami torów mają również rozrzut czasów odpowiedzi. Ponadto prędkość ruchu może się nieznacznie różnić.Wszystko to prowadzi do propagacji w pozycjach punktu przerwania 3.

W celu zmniejszenia drogi bezwładności konieczne jest zmniejszenie prędkości jazdy, momentu koła zamachowego układu oraz zwiększenie momentu hamowania. Najskuteczniejsze jest hamowanie napędu przed zatrzymaniem... W takim przypadku energia kinetyczna poruszających się mas i wielkość przemieszczenia bezwładnościowego ulegają gwałtownemu zmniejszeniu.

Zmniejszenie posuwu zmniejsza również odległość pokonywaną podczas pracy urządzeń. Jednak redukcja posuwu podczas obróbki jest generalnie niedopuszczalna, ponieważ powoduje zmianę trybu docelowego i wykończenia powierzchni. Dlatego często stosuje się zmniejszenie prędkości napędu elektrycznego ruchy instalacji... Prędkość silnika elektrycznego jest zmniejszana na różne sposoby. W szczególności stosowane są specjalne schematy, które zapewniają tak zwane prędkości indeksowania.

Główną częścią momentu bezwładności łańcucha napędowego jest moment bezwładności wirnika silnika elektrycznego, dlatego przy wyłączonym silniku elektrycznym wskazane jest mechaniczne oddzielenie wirnika od reszty łańcucha kinematycznego . Odbywa się to zwykle za pomocą sprzęgła elektromagnetycznego… W tym przypadku hamowanie jest bardzo szybkie, ponieważ śruba prowadząca ma mały moment bezwładności. O dokładności hamowania w tym przypadku decyduje głównie wielkość szczelin między elementami łańcucha kinematycznego.

Aby zwiększyć moment hamowania, zastosuj hamowanie elektryczne silników elektrycznycha także hamowanie mechaniczne za pomocą sprzęgieł elektromagnetycznych.Większą dokładność zatrzymania można osiągnąć, stosując twarde ograniczniki, które mechanicznie zatrzymują ruch. Wadą w tym przypadku są znaczne siły powstające w częściach układu stykających się ze sztywnym ogranicznikiem. Te dwa rodzaje hamowania są stosowane razem z przetwornicami pierwotnymi, które wyłączają napęd, gdy ciśnienie na ograniczniku osiągnie określoną wartość. Precyzyjne hamowanie za pomocą niskonapięciowych hamulców elektrycznych schematycznie pokazano na rys. 2.

Ryż. 2. Precyzyjne obwody zamykające

Ruchomy blok A maszyny napotyka na swojej drodze ogranicznik stały 4. Głowica tego ogranicznika jest odizolowana od łoża maszyny i w momencie zetknięcia się z nim bloku A obwód uzwojenia wtórnego transformatora Tr zamyka się. W takim przypadku aktywowany jest przekaźnik pośredni P, który wyłącza silnik. Ponieważ w tym przypadku łoże maszyny jest włączone w obwód elektryczny, napięcie obwodu jest obniżane przez transformator Tr do 12 — 36 V. Dobór materiału izolującego głowicę podpory elektrycznej jest znaczną trudnością. Musi być wystarczająco mocny, aby utrzymać swój rozmiar, a jednocześnie wytrzymać znaczne obciążenia udarowe ogranicznika 4.

Można również użyć twardego ogranicznika mechanicznego i wyłącznika jazdy, który wyłącza silnik, gdy do zetknięcia się urządzenia z ogranicznikiem pozostało kilka ułamków milimetra, a jazda do ogranicznika jest zakończona wybiegiem.W takim przypadku należy pamiętać, że siły tarcia nie są stałe i jeśli silnik elektryczny zostanie zbyt wcześnie wyłączony przełącznikiem drogowym, jednostka może nie dojechać do przystanku, a jeśli się spóźni, uderzy przystanek.

Do szczególnie precyzyjnych ruchów pozycjonujących należy zastosować blokadę sterowaną elektromagnetycznie... W takim przypadku, gdy masa A się porusza, najpierw uruchamiany jest przełącznik ruchu 1PV, który przełącza silnik elektryczny na pracę ze zmniejszoną prędkością. Przy tej prędkości gniazdo 6 zbliża się do zaczepu 7. Gdy zaczep 7 opada, uruchamia się wyłącznik jazdy 2PV i odłącza silnik elektryczny od sieci. Gdy cewka elektromagnesu 8 jest włączona, zamek jest usuwany z gniazda.

Należy zauważyć, że względna złożoność dokładnego zatrzymania ruchomych części maszyny za pomocą elektroautomatyki na torze w wielu przypadkach wymusza zastosowanie układów hydraulicznych... W tym przypadku stosunkowo łatwo osiąga się niewielkie prędkości, a ruchomy blok może pozostawać dociśnięty do twardego ogranicznika przez długi czas. Przekładnie takie jak krzyżak maltański i zamki są często stosowane do precyzyjnego zatrzymania podczas szybkiego obracania się części maszyn.