Тема 8. 12. Электрический привод станков с чпу.

Электроприводы главного движения станков с ЧПУ выполняются обычно с электромеханическим регулированием скорости, т.е. с несколькими механическими ступенями, переключаемыми с помощью электромагнитных муфт и ступенчатым или бесступенчатым электрическим регулированием в пределах каждой ступени.

ЭП подачи  станков с ЧПУ можно разделить на следующие группы:

1.Приводы со ступенчатым электромеханическим регулированием;

2.С бесступенчатым электрическим регулированием;

3.Следящие приводы.

ЭП подачи со ступенчатым электромеханическим регулированием (рис. 70,а) используют в прямоугольных СЧПУ с обратной связью.

                     

Для переключения скоростей подачи используют электромагнитные муфты ЭМ1 и ЭМ2, при включении муфты ЭМ1 АД с КЗР приводит во вращение ходовой винт ХВ и стол С (или суппорт, шпиндельную бабку), начинает поступательное перемещение. При этом от датчика положения ДП по каналу обратной связи ОС в СЧПУ поступают сигналы о пройденном пути. При подходе стола к конечному положению СЧПУ выдает команду на отключение ЭМ1 и на включение ЭМ2, что вызовет переход на медленное доводочное перемещение стола. При достижении столом заданного положения следует сигнал от СЧПУ на отключение муфты ЭМ2 и стол С останавливается. В такой схеме часто используется электрическое торможение для повышения точности остановки.

       Если для привода подачи в позиционной или прямоугольной СЧПУ применен двигатель Д, с широким диапазоном регулирования угловой скорости благо­даря питанию его от управляемого преобразователя П, то схема привода будет иметь вид, показанный на рис. 70, б.

         По той же схеме в принципе выполняются следящие и следяще-регулируемые приводы подачи, применяемые в контурных системах ЧПУ. При наличии следящего привода СЧПУподает на преобразователь П, а значит, и на двигатель Д сигнал, который определяется задан­ной скоростью подачи и разностью между заданными фактическим перемещением. Такая система привода не только отрабатывает заданное полное перемещение ра­бочего органа станка (стола С в данном примере), но и воспроизводит любой заданный закон изменения этого перемещения во времени.

             На рис. 70, в показана схема шагового привода подачи. В этом случае в качестве двигателя Д исполь­зуется так называемый шаговый двигатель. От обычных двигателей он отличается тем, что при получении от СЧПУчерез блок управления БУкомандного импульса поворачивает свой вал на некоторый малый угол — шаг. Число импульсов определяет значение перемещения, а их частота — скорость подачи. Развиваемый шаговым двигателем момент часто недостаточен для перемеще­ния подвижного элемента станка. Поэтому шаговый дви­гатель работает в подобных случаях совместно с гидро­усилителем момента ГУ, который представляет собой мощный гидродвигатель.

                    

Шаговый двигатель воздейст­вует на золотниковое устройство гидродвигателя. Как правило, системы с шаговыми двигателями выполняют­ся без обратной связи по положению, т.е. конструкция шагового двигателя сама обеспечивает необходимую точность перемещения. Они используются для станков с любыми СЧПУ.

      Процесс изготовления детали на станке с числовым программным управлением включает в себя подготовку программы, ввод ее в систему управления станком, отработку программы на станке.

       Если программа выполнена на перфоленте или перфокарте в виде двоично-десятичного цифрового кода, то используется наиболее распространенный международный цифровой код ISO-7bіt (рис.74). Для записи применяется восьмидорожечная перфолента шириной 25,4 мм. Здесь адресом совместно с подадресным числом задают перемещение по координатам x, у, z,вид траектории (прямая, дуга окружности), скорость подачи и другие технологические и вспомогательные команды. Цифры представляются в коде 8-4-2-1.

     Считывание программы, записанной на перфоленте, производится обычно при помощи фотоэлектрического устройства. В этом бесконтактном устройстве свет лампы (или светодиода) 5 через линзы 4 и отверстия 3 в перфоленте 2 освещает фоторезистор (фотодиод) 1. При этом сопротивление фоторезистора резко уменьшается и дается сигнал (импульс) в систему ЧПУ. Если отверстие отсутствует, то фоторезистор не освещен, его сопротивление велико, на выходе считывающего устройства импульс отсутствует и сигнал в СЧПУ не подается. Перфолента протягивается через считывающее устройство обычным путем перемотки с одной кассеты на другую. Количество ламп и  фоторезисторов в считывающем устройстве определяется числом дорожек перфоленты или перфокарты.

           

Рис.74. Программирование на перфоленте в коде ISO-7bіt.

а – обозначение кода; б – запись на перфоленте (два кадра).

       Замкнутые системы станков с ЧПУ имеют датчик обратной связи, который преобразует перемещение рабочего органа либо в последовательность импульсов, каждый из которых соответствует единичному перемещению (шагу), либо в числовой код. Самым распространенным видом датчика является фотоэлектрический датчик (рис.75). Диск 1 датчика меха­нически соединен с подвижным узлом станка. Диск (ме­таллический) имеет радиальные прорези. При его вра­щении поток света от лампы 2,падающий на фотоэле­мент 3, периодически прерывается. Поэтому от фотоэлемента в систему управления поступают импульсы, которые и используются в качестве сигналов обратной связи.