Требования к электрооборудованию и электроприводу станков с ЧПУ

Размещено на http://www.allbest.ru/

К электрооборудованию управления станками с ЧПУ относят аппаратуру автоматического управления (путевые выключатели, кнопки управления, переключатели управления, магнитные пускатели и др.), аппаратуру защиты (автоматические выключатели, плавкие предохранители, тепловое реле), аппаратуру питания и сигнализации (пакетные переключатели, универсальные переключатели и др.).

Электрические схемы управления электрооборудованием станков с ЧПУ различаются сложностью и типами коммутационных устройств и контрольной аппаратурой. Для обеспечения рациональной эксплуатации осуществляют комплексную наладку электрооборудования, под которой понимают комплекс работ по приведению в действие всех элементов электрооборудования, обеспечивающих обработку деталей на станке с ЧПУ. При наладочных работах проверяют электрические параметры цепей коммутационной аппаратуры и других элементов устройств по паспортным данным.

Контактные устройства управления, несмотря на простоту, не всегда удовлетворяют требованиям эксплуатации станков с ЧПУ. В станках с ЧПУ все чаще применяют бесконтактные и полупроводниковые элементы и микросхемы.

Переключатель (выключатель) - устройство, срабатывающее под действием определенной механической силы, и используемое для коммутации электрических цепей или сигнализации (отключения, ограничения) на номинальное напряжение до 380 В переменного тока и до 220 В постоянного тока или для коммутации слаботочных цепей до 60 В переменного и постоянного тока.

Основные требования к переключателям: 1) высокая надежность (долговечность); 2) стабильность электрических и механических характеристик; 3) малое переходное сопротивление замкнутых контактов; 4) малое усилие переключения.

В настоящее время разработаны и согласованы между странами СЭВ единые технические требования к электроприводам главного движения и подач станков с ЧПУ.

Требования к электроприводам определяются технологией обработки, конструктивными особенностями станка, режущим инструментом, функциональными возможностями системы ЧПУ.

Основные технологические требования заключаются в обеспечении: необходимых технологических режимов обработки с использованием современного режущего инструмента; максимальной производительности; требуемой точности обработки; высокой чистоты обрабатываемой поверхности (снижение шероховатости); повторяемости размеров деталей в обрабатываемой партии (стабильности).

Требования, предъявляемые к приводам станков, определяются, главным образом, тем, для какого движения предназначен привод: главного движения, подачи или вспомогательного, так как именно это определяет мощность и момент, способ регулирования скорости, диапазоны регулирования, необходимую плавность регулирования, требования к динамическим характеристикам, к жёсткости механических характеристик и стабильности скорости.

Для обеспечения повторяемости размеров деталей в обрабатываемой партии и высокой точности позиционирования необходимо иметь высокостабильный привод с высокой равномерностью перемещения и апериодическим переходным процессом при изменении скорости.

Очень важным требованием к электроприводам станка с ЧПУ, особенно при их работе в автоматизированном производстве, является обеспечение их высокой надежности как относительно сохранения параметров, так и безаварийности и ремонтопригодности. Повышению надежности работы электроприводов в значительной степени способствуют наличие технологических запасов по параметрам отдельных электронных элементов и схемным решениям, корректный монтаж электрооборудования, своевременное проведение профилактических мероприятий и установка необходимой системы диагностики, позволяющей быстро определять и устранять неисправности.

Скорость быстрых перемещений зависит от характеристик механической части привода, возможностей системы ЧПУ (в частности, от максимальной частоты сигнала управления приводом от системы ЧПУ), дискретности управления, максимальной угловой скорости приводного электродвигателя, коэффициента редукции передачи от двигателя к механизму и других ограничений, вносимых системой ЧПУ.

Минимальная скорость привода определяется технологическими требованиями, дискретностью управления и чувствительностью электропривода. Особо высокие требования предъявляются к динамическим характеристикам привода по управляющему и возмущающему воздействиям. Неудовлетворительные динамические свойства регулируемого электропривода, особенно при возмущении по нагрузке, являются причиной повышенной шероховатости поверхности, поэтому весьма важно обеспечить высокое быстродействие привода при сбросе и набросе нагрузки, а также реверсе двигателя под нагрузкой на самых малых скоростях.

Стабильность позиционирования и обработки в значительной степени зависит от стабильности электромеханической системы приводов подач, которая определяется стабильностью ее звеньев, и в первую очередь электропривода, датчика положения и системы ЧПУ. Стабильность характеристик электропривода при достаточно большом коэффициенте усиления определяется стабильностью нуля входного усилителя регулятора и стабильностью датчика скорости -- тахогенератора.

Другим фактором, влияющим на стабильность, а следовательно, и на идентичность параметров при обработке партии деталей, является характер переходного процесса по управляющему воздействию в замкнутых системах следящего и регулируемого электроприводов. При апериодическом переходном процессе при движении в одну сторону не происходит раскрытия люфтов в механических узлах, а также отсутствует влияние гистерезиса, что приводит к существенному повышению стабильности и точности позиционирования и обработки.

На станке с ЧПУ перемещение рабочих органов по каждой координате осуществляется от отдельного привода. Число этих приводов на станке определяется видом и количеством движений рабочих органов.

Общими требованиями для приводов являются следующие:

1) регулирование подач в широком диапазоне частот вращения;

2) обеспечение постоянного крутящего момента на рабочих подачах;

3) высокая стабильность поддержания установленной скорости резания;

4) высокая точность перемещения рабочего органа станка в широком диапазоне скоростей и в соответствии с заданной программой.

Отношение максимальной скорости подачи к минимальной для приводов станка с ЧПУ - 1000.

Максимальная скорость подачи необходима на вспомогательных ходах, когда требуется быстрый подход рабочего органа в заданное положение.

Требования к приводам подач.

1. Возможность дистанционного управления по командам ЧПУ.

2. Расширенный диапазон регулирования скоростей подач, обусловленный, с одной стороны, высокими значениями ускоренных перемещений рабочих органов, а с другой - необходимостью осуществления малых, так называемых ползучих подач для более точного автоматического позиционирования.

3. Более высокая жесткость механической характеристики, необходимая для обеспечения бесскачкового перемещения на малых подачах.

4. Повышенная плавность перемещения рабочих органов.

электрооборудование станок числовой привод

5. Повышенная долговечность, обусловленная более интенсивной работой подвижных элементов привода.

6. Малая инерционность привода для станков, оснащенных контурным или универсальным устройством ЧПУ.

Электроприводы оснащаются устройствами защиты, которые должны обеспечивать отключение преобразователей электроприводов от сети, а также защиту двигателя и других элементов от перегрузок при аварийных режимах.

Размещено на Allbest.ru