Лекція 2. Конструктивні особливості верстатів з ЧПУ 1 страница
Верстати з ЧПУ мають розширені технологічні можливості при збереженні високої надійності роботи. Конструкція верстатів з ЧПУ повинна, як правило, забезпечувати поєднання різних видів обробки (точіння-фрезерування, фрезерування-шліфування), зручність завантаження заготовок, вивантаження деталей (що особливо важливо при використанні промислових роботів), автоматичне або дистанційне керування зміною інструменту і т.д .
Підвищення точності обробки досягається високою точністю виготовлення і жорсткістю верстата, що перевищує жорсткість звичайного верстата того ж призначення, для чого роблять скорочення довжини його кінематичних ланцюгів: застосовують автономні приводи, по можливості скорочують кількість механічних передач. Приводи верстатів з ЧПУ повинні також забезпечувати високу швидкодію.
Підвищенню точності сприяє і усунення зазорів у передавальних механізмах приводів подач, зниження втрат на тертя в напрямних та інших механізмах, підвищення вібростійкості, зниження теплових деформацій, застосування у верстатах датчиків зворотного зв'язку. Для зменшення теплових деформацій необхідно забезпечити рівномірний температурний режим у механізмах верстата, чого, наприклад, сприяє попередній розігрів верстата і його гідросистеми. Температурну похибка верстата можна також зменшити, вводячи корекцію в привід подач від сигналів датчиків температур.
Базові деталі (станини, колони, санчата). Столи, наприклад, конструюють коробчатої форми з поздовжніми і поперечними ребрами. Базові деталі виготовляють литими або звареними. Намітилася тенденція виконувати такі деталі з полімерного бетону або синтетичного граніту, що в ще більшій мірі підвищує жорсткість і вібростійкість верстата.
Напрямні верстатів з ЧПУ мають високу зносостійкість і малу силу тертя, що дозволяє знизити потужність слідкуючого приводу, збільшити точність переміщень, зменшити неузгодженість у стежить системі.
Напрямні ковзання станини і супорта для зменшення коефіцієнта тертя створюють у вигляді пари ковзання "сталь (або високоякісний чавун)-пластикове покриття (фторопласт та ін)"
Напрямні кочення мають високу довговічність, характеризуються невеликим тертям, причому коефіцієнт тертя практично не залежить від швидкості руху. В якості тіл кочення використовують ролики. Попередній натяг підвищує жорсткість направляючих в 2 ... 3 рази, для створення натягу використовують регулюючі пристрої.
Приводи та перетворювачі для верстатів з ЧПУ. У зв'язку з розвитком мікропроцесорної техніки застосовують перетворювачі для приводів подачі і головного руху з повним мікропроцесорним керуванням - цифрові приводи являють собою електродвигуни, що працюють на постійному або змінному струмі. Конструктивно перетворювачі частоти, сервоприводи і пристрої головного пуску і реверсу є окремими електронними блоками управління.
Привід подачі для верстатів з ЧПУ. В якості приводу використовують двигуни, які становлять керовані від цифрових перетворювачів синхронні або асинхронні машини. Безколекторні синхронні (вентильні) двигуни для верстатів з ЧПУ виготовляють з постійним магнітом на основі рідкоземельних елементів і оснащують датчиками зворотного зв'язку і гальмами. Асинхронні двигуни застосовують рідше, ніж синхронні. Привід руху подач характеризується мінімально можливими зазорами, малим часом розгону і гальмування, невеликими силами тертя, зменшеним нагріванням елементів приводу, великим діапазоном регулювання. Забезпечення цих характеристик можливе завдяки застосуванню кулькових і гідростатичних гвинтових передач, напрямних кочення і гідростатичних напрямних, беззазорному редукторів з короткими кінематичними ланцюгами і т.д.
Приводами головного руху для верстатів з ЧПУ зазвичай є двигуни змінного струму - для великих потужностей і постійного струму - для малих потужностей. В якості приводів служать трифазні чотирьохсмугові асинхронні двигуни, що сприймають великі перевантаження і працюючі за наявності в повітрі металевого пилу, стружки, масла і т.д. Тому в їх конструкції передбачений зовнішній вентилятор. У двигун вбудовують різні датчики, наприклад датчик положення шпинделя, що необхідно для орієнтації або забезпечення незалежної координати.
Перетворювачі частоти для керування асинхронними двигунами мають діапазон регулювання до 250. Перетворювачі являють собою електронні пристрої, побудовані на базі мікропроцесорної техніки. Програмування та параметрування їх роботи здійснюються від вбудованих программаторов з цифровим або графічним дисплеєм. Оптимізація управління досягається автоматично після введення параметрів електродвигуна. У математичному забезпеченні закладена можливість налаштування приводу і пуск його в експлуатацію.
Шпинделі верстатів з ЧПУ виконує точними, жорсткими, з підвищеною зносостійкістю шийок, посадочних та базують поверхонь. Конструкція шпинделя значно ускладнюється через вбудованих в нього пристроїв автоматичного режиму і затиску інструменту, датчиків при адаптивному управлінні і автоматичної діагностиці.
Опори шпинделя повинні забезпечити точність шпинделя протягом тривалого часу в змінних умовах роботи, підвищену жорсткість, невеликі температурні деформації. Точність обертання шпинделя забезпечується насамперед високою точністю виготовлення підшипників.
Найбільш часто в опорах шпинделів застосовують підшипники кочення. Для зменшення впливу зазорів і підвищення жорсткості опор зазвичай встановлюють підшипники з попереднім натягом або збільшують число тіл кочення. Підшипники ковзання в оправках шпинделів застосовують рідше і лише за наявності пристроїв з періодичним (ручним) або автоматичним регулюванням зазору в осьовому або радіальному напрямку. У прецизійних верстатах застосовують аеростатичні підшипники, в яких між шийкою валу і поверхнею підшипника знаходиться стиснене повітря, завдяки цьому знижується знос і нагрівання підшипника, підвищується точність обертання і т.п.
Привід позиціонування (тобто переміщення робочого органу верстата в необхідну позицію згідно з програмою) повинен мати високу жорсткість і забезпечувати плавність переміщення при малих швидкостях, велику швидкість допоміжних переміщень робочих органів (до 10 м / хв і більше).
Допоміжні механізми верстатів з ЧПУ включають в себе пристрої зміни інструменту, прибирання стружки, систему змащування, затискні пристрої, завантажувальні пристрої і т.д. Ця група механізмів у верстатах з ЧПК значно відрізняється від аналогічних механізмів, які у звичайних універсальних верстатах. Наприклад, в результаті підвищення продуктивності верстатів з ЧПУ відбулося різке збільшення кількості сходить стружки в одиницю часу, а звідси виникла необхідність створення спеціальних пристроїв для відведення стружки. Для скорочення втрат часу при завантаженні застосовують пристосування, що дозволяють одночасно встановлювати заготовку і знімати деталь вчасно обробки інший заготовки.
Пристрою зміни інструменту (магазини, автооператори, револьверні головки) повинні забезпечувати мінімальні витрати часу на зміну інструменту, високу надійність в роботі, стабільність положення інструменту, тобто сталість розміру вильоту і положення осі при повторних змінах інструменту, мають необхідну місткість магазина або револьверні головки.
Револьверна головка-це найбільш простий пристрій зміни інструменту: установку і затиск інструмента здійснюють вручну. У робочій позиції один з шпинделів приводиться в обертання від головного приводу верстата. Револьверні головки встановлюють на токарні, свердлильні, фрезерні, багатоцільові верстати з ЧПУ; в головці закріплюють від 4 до 12 інструментів.
Лекція 3. Конструкція і компоненти систем програмного управління
Вимоги щодо забезпечення стійкості систем управління до зовнішніх впливів
Ступінь захисту обладнання у відповідності зі стандартами позначається латинськими літерами 1Р і двома цифрами. Перша цифра характеризує ступінь захисту персоналу від зіткнення з рухомими і струмоведучими частинами, що перебувають всередині оболонки , а також ступінь захисту вбудованого в оболонку обладнання від попадання твердих тіл, зокрема :
0 - відсутність захисту ;
1 - захист від випадкового дотику великої ділянки людського тіла з рухомими і струмоведучими частинами, що перебувають всередині оболонки ( відсутній захист від навмисного доступу до цих частин ) ; захист устаткування від попадання великих твердих сторонніх тіл діаметром більше 52,5 мм;
2 - захист від можливості зіткнення пальців з рухомими і струмоведучими частинами, що перебувають всередині оболонки ; захист устаткування від попадання твердих сторонніх тіл середнього розміру діаметром не менше 12,5 мм;
3 - захист від зіткнення інструменту , дроту або інших подібних предметів , товщина яких перевищує 2,5 мм , з рухомими і струмоведучими частинами, що перебувають всередині оболонки ; захист устаткування від попадання дрібних твердих сторонніх тіл діаметром не менше 2,5 мм;
4 - захист від зіткнення інструменту , дроту або інших подібних предметів , товщина яких перевищує 1 мм , з рухомими і струмоведучими частинами, що перебувають всередині оболонки ; захист устаткування від попадання дрібних твердих сторонніх тіл діаметром не менше I мм;
5 - повний захист персоналу від зіткнення з рухомими і струмоведучими частинами, що перебувають всередині оболонки ; захист устаткування від неприпустимих відкладень пилу ;
6 - повний захист персоналу від зіткнення з рухомими і струмоведучими частинами, що перебувають всередині оболонки ; повна захист устаткування від попадання пилу.
Друга цифра характеризує ступінь захисту електричного обладнання , розташованого всередині оболонки , від проникнення води , а саме:
0 - захист відсутній ;
1 - захист від крапель сконденсованої води. Краплі сконденсованої води , вертикально падаючі на оболонку , не повинні мати шкідливого впливу на обладнання , поміщене в оболонку ;
2 - захист від крапель води. Краплі сконденсованої води , що падають на оболонку , нахилену під кутом не більше 15 ° до вертикалі , не повинні мати шкідливого впливу на обладнання , поміщене в оболонку ;
3 - захист від дощу. Краплі дощу , що падають на оболонку , нахилену під кутом не більше 60 ° до вертикалі , не повинні мати шкідливого впливу на обладнання , поміщене в оболонку;
4 - захист від бризок. Бризки води будь-якого напрямку , що потрапляють на оболонку , не повинні надавати впливу на обладнання , поміщене в оболонку ;
5 - захист від водяних струменів. Вода , що викидається через наконечник на оболонку в будь-якому напрямку , не повинна мати шкідливого впливу на обладнання , поміщене в оболонку .
З урахуванням перерахованих категорій ступенів захисту обладнання в верстатобудуванні найбільш широко застосовується електро обладнання з наступними ступенями захисту :
• напівпровідникові силові перетворювачі , апарати електроавтоматики та електроніки - 1Р00 ( відкрите виконання ) , призначені для розміщення в електричних шафах ;
• електричні шафи для цехових умов - 1Р23 ( 1РЗЗ ) ( захищене виконання ) з фільтрами для очищення охолоджуючого повітря;
• те ж, для умов з підвищеним вмістом пилу ( абразивного пилу ) і вологи - 1Р44 ( 1Р54 ) ( закрите виконання ) ;
• електродвигуни (у тому числі з примусовою вентиляцією ) і вимірювальні датчики , вбудовані в конструкції верстатів поза зоною утворення пилу і вологи - 1Р23 ( 1РЗЗ ) ( захищене виконання ) з фільтрами для очищення охолоджуючого повітря;
• електродвигуни та вимірювальні датчики , вбудовані в конструкції верстатів у зоні утворення пилу і вологи - 1Р44 ( 1Р54 ) ( закрите виконання );
• електродвигуни та вимірювальні датчики , вбудовані в конструкції верстатів у зоні утворення підвищеного вмісту пилу і вологи - 1Р65 (герметичне виконання) ;
• модулі та блоки , включаючи пульти оператора систем ЧПУ і ЦПУ (у закритому виконанні).
У деяких випадках застосовуються системи управління в герметичному виконанні. Для забезпечення працездатності систем управління залежно від температури навколишнього середовища є два виконання верстатних систем електрообладнання: нормальне (04) і тропічне ( Т). Нормальною вважається температура навколишнього повітря від +5 до +45 ° С при максимальній відносній вологості повітря 80 % у закритих стаціонарних приміщеннях. Тропічне виконання допускає температуру навколишнього повітря до +55 ° С.Для забезпечення працездатності систем управління залежно від зовнішніх механічних впливів блоки систем ЧПУ і ЦПУ , що вбудовуються в окремо стоять електричні шафи , повинні допускати вібрацію з частотою 1 ... 35 Гц при прискоренні 4,9 м/с2 (виконання М1 ). Пульти управління, блоки, електродвигуни, датчики та інші види електрообладнання, що встановлюються безпосередньо на верстаті , повинні допускати вібрацію з частотою 1 ... 60 Гц при прискоренні 9,81 м/с2 ( исполне - ня М8 ) .Системи управління повинні бути забезпечені засобами захисту , сигналізації та / або індикації робочих та аварійних режимів.
Системи управління повинні бути термічно і динамічно стійкі при всіх аварійних режимах протягом часу спрацьовування встановлених у них захисних апаратів. Системи управління повинні бути оснащені захистом від багатьох негативних факторів , в числі яких короткі замикання; перегрів блоків та комплектуючих ; перенапруги; припинення вентиляції для охолодження (у системах з примусовою вентиляцією ) ; несправності в ланцюгах зворотних зв'язків; зникнення або неприпустимі підвищення / пониження напруги живильної мережі ; невідповідність заданого і фактичного технологічних режимів .Системи управління повинні мати систему діагностики , що дозволяє визначити місце виникнення несправності в системі на рівні функціональних частин у разі спрацювання пристроїв захисту . Системи управління мають забезпечувати реалізацію всіх своїх технічних характеристик при підключенні до живильної електричної мережі , що відповідає певним вимогам , а саме:
• системи ЧПУ і ЦПУ розраховані на роботу від трифазної промислової мережі змінного струму з лінійною напругою 380 В ( можливі варіанти виконання для роботи від мережі з лінійною напругою 220 , 440 , 500 В) і частотою 50 Гц ( можливе виконання для роботи від мережі з частотою 60 Гц) ;
• мережа повинна мати можливості заземлення та занулення електрообладнання.
• системи ЧПУ і ЦПУ повинні забезпечувати роботу при відхиленнях напруги живильної мережі від номінального значення від +10 до -15% і відхиленнях частоти живильної мережі на ± 2%.
Агрегати та блоки систем ЧПУ
Поява мікропроцесорів і мікроЕОМ , створення електронних елементів з високим ступенем інтеграції - основні рушійні фактори якісного вдосконалення систем ЧПУ. Особливістю сучасних систем ЧПУ є високий ступінь уніфікації їх апаратної частини для різних груп верстатів , що призвело до різкого зменшення числа модифікацій пристроїв. На базі уніфікованої апаратної частини (у більшості випадків уніфікована система ЧПУ створюється на базі промислового персонального комп'ютера) технологія обробки на конкретному верстаті вирішується на програмному рівні. Системи ЧПУ, побудовані на базі мікроЕОМ , мають модульну структуру і дозволяють збільшувати число керованих координат нарощуванням модулів.Структурна схема мікропроцесорної системи ЧПУ наведена на рис. 1.9 . Технологічне ПО заноситься в ОЗУ ( оперативне запам'ятовуючий пристрій). Обчислювальну частина системи утворюють блоки П1, П2 (процесори), ОЗУ, AMT (адаптер магістралі).
Рис. 1.9. Структурна схема системи ЧПУ на базі мікроЕОМ:AMT - адаптер магістралі; КЕ - контролер електроавтоматики верстата; КІ - контролер імпульсних перетворень сигналів; КП - контролер перетворень керуючих кодів в команди переміщення по координатах; ПУ-пульт управління
Блоки ПУ (пульт керування) , КЕ (контролер електроавтоматики верстата ) , КІ (контролер імпульсних перетворень сигналів датчиків переміщень по координатах в код ) і КП (контролер перетворень керуючих кодів в команди переміщення по координатах ) реалізують зв'язок з верстатом . До складу системи ЧПУ може входити також ОЗУ -ВП (блок зовнішньої пам'яті ) , що підключається через роз'єм.Усі функціональні модулі в структурній схемі системи ЧПУ взаємодіють між собою за допомогою загальної шини - маги - Страл МНЦ . На побудований за принципом загальної шини МНЦ можуть одночасно взаємодіяти кілька модулів , підключених до магістралі . Взаємодії , здійснювані модулями по МНЦ , бувають двох видів: передача керування та обмін інформацією. У свою чергу обмін інформацією підрозділяється на ЧТ (читання за адресою ) , ЗП ( запис за адресою ) , ЧТМ (читання за адресою з подальшим записом за цією адресою ) .Всі підключені до МНЦ модулі діляться на ведучі та ведені . Провідні модулі ( П1 , П2 , AMT , КЕ , КІ , ПУ ) у процесі роботи вимагають обміну інформацією з іншими веденими модулями або переривають роботу інших модулів. Ведені модулі ( ОЗУ , ОЗУ -ВП , КП ) беруть участь в обміні інформацією тільки після адресного виклику , що надійшов від провідного модуля. Запити на обмін інформацією з МНЦ виникають від провідних модулів асинхронно і незалежно.Крім магістралі МНЦ є додатковий канал , по якому пов'язані тільки модулі AMT , КЕ , КІ , КП , ПУ. Якщо МНЦ представити у вигляді кільцевої магістралі , то додатковий канал є радіальної магістраллю . Модуль AMT перетворює сигнали на МНЦ і управляє обмінами з модулями КЕ , КІ , КП , ПУ , використовуючи радіальний принцип управління . Цей додатковий канал управління збільшує функціональну гнучкість пристрою ЧПУ і дозволяє скоротити апаратну частину ряду модулів.Процесори П1 , П2 спільно виконують програму роботи пристрою ЧПУ , що представляє собою певну послідовність команд і зберігається в пам'яті системи . Кожен процесор містить у своєму складі ПЗУ і ОЗУ . Вміст ОЗУ може змінюватися в процесі виконання програми , в ПЗП зберігається незмінна частина програми ( вміст ПЗУ не змінюється в процесі виконання програми). Процесори конструюються на основі спеціальних інтегральних схем , які забезпечують малі габаритні розміри модулів при їх великих функціональних можливостях. Модуль AMT реалізує функцію перетворення магістралі МНЦ в радіальний канал керування модулями КЕ , КІ , КП , ПУ. Крім цього модуль AMT виконує функцію тимчасового відліку программногзадаваемих інтервалів часу ( дискретність завдання інтервалу в пристрої ЧПУ «Електроніка НЦ -31» дорівнює 0,1 мс). Завдання на відпрацювання інтервалу часу може надходити в AMT від процесора . По закінченні відпрацювання заданого інтервалу часу AMT повідомляє про це процесорам , викликаючи їх переривання .При необхідності обміну інформацією з пультом оператора або з одним з контролерів (КЕ , КІ , КП) ініціатор обміну запитує дозвіл на використання загальної магістралі МНЦ , і після дозволу генерує адресу веденого пристрою. Модуль AMT перетворює цю адресу в радіальне вплив на викликається в обміні ведений модуль . По закінченні обміну інформацією магістраль МНЦ звільняється .При необхідності програмування таймера (знаходиться в модулі AMT ) на відпрацювання тимчасового інтервалу ініціатор такого завдання через магістраль МНЦ за адресою таймера видає код значення часового інтервалу . Цей код записується в таймер , і з моменту цього запису починається відлік заданого тимчасового інтервалу в реальному часі з дискретністю програмно - задаються інтервалів часу (наприклад , 0,1 мс). Можна заборонити переривання процесорів від таймера після закінчення заданого тимчасового інтервалу , що забезпечується адресної записом певної інформації в регістр пам'яті таймера.Модуль КЕ забезпечує необхідне електричне узгодження сигналів між системою ЧПУ і Електроавтоматика верстата. Крім того , модуль КЕ сигналізує процесору П1 про зміну стану електроавтоматики верстата , в результаті чого відбувається переривання процесора П1 при зміні будь-якого з сигналізаторів електроавтоматики . Забезпечено можливість адресного заборони переривання процесора П1 по будь-якому з сигналізаторів електроавтоматики верстата. Модуль КЕ пов'язаний з верстатом вихідними лініями, які дають включення-виключення реле електроавтоматики . Стану включено-виключено по кожній з цих ліній визначаються станом регістра . Під час роботи пристрою ЧПУ будь-який з процесорів може записати на цей регістр необхідну інформацію.Між верстатом і модулем КЕ є вхідні лінії , кожна з яких визначає стан таких сигналізаторів електроавтоматики , як кінцеві вимикачі , аварійні вимикачі та ін Частина цих вхідних ліній може використовуватися для організації переривань. Всі вхідні і вихідні лінії КЕ гальванічно розв'язані (наприклад , за допомогою оптронів ) з електричними колами верстата.Модуль КІ виконує наступні функції: електрично перетворює сигнали між пристроєм ЧПУ і фотоелектричними імпульсними перетворювачами ( лінійними або круговими датчиками ) переміщень , розташованими на верстаті. Дана функція полягає в перетворенні унітарного коду імпульсного датчика в двійковий код за допомогою двійкового лічильника . Сигнали лічильника сприймаються ( читаються ) процесорами. По закінченні читання лічильник обнуляється. На модуль КІ можуть надходити унітарні коди лінійних і кругових датчиків , розміщених на координатах верстата , в тому числі на шпинделі , а також сигнали від маховичка . Показники лічильника , пов'язаного з датчиком шпинделя , забезпечують наступні функції: розрахунок фактичної частоти обертання шпинделя ; вимір кута повороту шпинделя для режимів орієнтації шпинделя , режиму програмування зворотному подачі , режиму нарізування різьби . Показники лічильника , пов'язаного з датчиком переміщень по координатах , визначають відносні переміщення інструменту і заготовки при обробці на верстаті. Показники лічильника , пов'язаного з датчиком маховичка , визначають відносне лінійне переміщення робочого органу за координатами , що задається оператором вручну.Модуль КП , який забезпечує керування електроприводами переміщення по координатах , перетворює код швидкості переміщення в пропорційний цьому коду аналоговий сигнал. Аналоговий сигнал змінюється в діапазоні від -10 до +10 В. Нульовий код відповідає відсутності руху за відповідною координаті .Пульт управління ПУ забезпечує взаємодію оператора з пристроєм ЧПУ. На панелі ПУ розташовуються елементи індикації швидкості за координатами , номер вводиться або виводиться кадру програми , параметри кадру , параметри стану пристрою ЧПУ та інша інформація про хід технологічного процесу. На ПУ є кнопки керування режимом роботи , оперативного управління при введенні-виведенні програми та відпрацювання програми по кроках або в автоматичному режимі.Модуль ОЗУ ВП виконує наступні функції: введення-виведення в пристрій ЧПУ налагодженої програми обробки деталі при необхідності використання цієї програми для інших верстатів з таким же пристроєм ЧПУ.Слід вказати , що з даної структурної схемою виконані моделі пристроїв ЧПУ на базі мікроЕОМ , в тому числі «Електроніка НЦ -31» , «Електроніка НЦ80 -31» , 2С85 , 2С42 , 2Р22 та ін.
Електроприводи систем управління
Основні поняття. Електропривод - це технічна система, призначена для приведення в рух робочих органів машини і цілеспрямованого керування робочими процесами , що складається з електродвігательного , передавального , преобразо - вательного та інформаційно - керуючого пристроїв ( ГОСТ 50369-92 ) . У верстатах з ЧПК електроприводи ( в деяких верстатах використовуються гідро-і пневмопроводи ) забезпечують переміщення робочих органів верстата з метою оптимальної реалізації технологічного процесу. За технологічним призначенням електроприводи верстатів з ЧПУ поділяються на приводи головного руху , подачі і допоміжних переміщень .Головний рух - це основне переміщення інструментів або заготовки на верстаті , що забезпечує різання металу. Глав ному руху відповідає обертання шпинделя з закріпленої в патроні шпинделя заготівлею в токарних верстатах ; обертання шпинделя з закріпленим у його патроні інструментом ( фреза , свердло , шліфувальний круг тощо) в фрезерних , свердлильних , розточувально- фрезерних , шліфувальних і інших верстатах.Основний силовий параметр електроприводів головного руху - номінальна потужність Рном - потужність електродвигуном ля , тривало допустима при номінальній швидкості.Рух подачі - рух, що забезпечує взаємне розташування ріжучої кромки інструменту і заготовки в кожен момент часу. Рух подачі забезпечує формоутворення деталі. Руху подачі відповідає переміщення по координатах ( осях ) резцовой головки в токарних верстатах ; переміщення по координатах ( осях ) столу із закріпленою на ньому заготовкою , а також переміщення шпиндельної бабки по вертикальній координаті ( осі) в фрезерних , свердлильних , розточувально- фрезерних , шліфувальних і інших верстатах . Основний силовий параметр електроприводів механізмів подачі - тривалий момент Мд - крутний момент електродвигуна , тривало допустимий при швидкостях від 0 до 0,25 .Допоміжне рух - рух механізмів і вузлів , що не беруть участь безпосередньо в процесі різання і формоутворення деталі , але забезпечують додаткові функції роботи обладнання. Допоміжному руху відповідає переміщення інструментального магазину в режимі автоматичної зміни інструменту ; робота маніпулятора по автоматичній завантаженні -вивантаженні заготовок , деталей і т.п.До основних елементів електропривода верстата з ЧПК відносять електродвігательную і перетворювальне пристрою.Електродвігательную пристрій - це електричний двигун , що перетворює електричну ецергію в механічну , тобто що є електромеханічним перетворювачем енергії. Двигуни можуть змінюватися по виду створюваного ними руху: обертального , лінійного , крокової , вібраційного і ін Більшість використовуваних електродвигунів становлять машини обертального руху. Для передачі руху від електродвигуна до робочого органу верстата служить механічне передавальне пристрій ( рис. 1.10 , а ) : редуктор , трансмісія , ремінна передача , канатна передача , кривошипно -шатунний механізм , передача гвинт - гайка і інПередавальний механізм характеризується коефіцієнтом передачі - відношенням швидкості на вході до швидкості на виході механізму . У деяких конструкціях сучасних верстатів з ЧПУ застосовуються мехатронні приводи - приводи прямої дії,коли електродвигун безпосередньо інтегрований (вбудований) в конкретний верстатний вузол.
Рис. 1.10. верстатніа - механічні передавальні пристрої: 1 - редуктор, 2 - зубчасто-рейкова нізм, 5 - ремінна передача; 6 - гвинтова передача; 7 - кулько-гвинтова кривошипа; / ш - довжина шатуна; совх, зі "ик, со - частота обертання на вході ідвигун; г - структура автоматизованої
Прикладом мехатронних верстатних приводів можуть служити мотор-шпиндель (рис. 1.10, б), лінійний двигун (рис. 1.10, в) і т. п.
3 - барабанно-канатна передача; 4 - кривошипно-шатунний хутра-передача, і - швидкість спрямованого руху; С - вага вантажу; Лк - радіус виході редуктора і зубчастої-рейкової передачі; б-мотор-шпиндель; в - лінійний електромеханічної системи
При застосуванні мехатронних приводів механічне передавальне пристрій, як правило, відсутня.
Перетворювальне пристрій - пристрій, що перетворює електричну енергію. Ці пристрої застосовуються в регульованому електроприводі для цілеспрямованого і економічного зміни параметрів руху електроприводу : швидкості , развиваемого моменту та ін Оскільки електроприводи отримують електричну енергію від промислової електричної мережі трифазного змінного струму напругою 380 В і частотою 50 Гц , для живлення двигунів (наприклад , для двигунів постійного струму) і для їх регулювання необхідно перетворення електричної енергії, що надходить з мережі , в електричну енергію того виду , який необхідний даного електродвигуна. До електричних преосвітнім пристроїв відносяться керовані випрямлячі , перетворювачі частоти та інЕлектричне перетворювальне пристрій зазвичай являє собою перетворювач , виконаний на силових напівпровідникових приладах : некерованих (діоди ) і керованих ( тиристори , замикаються тиристори , транзистори , біполярні транзистори з ізольованим входом - ЮВТ та ін.)Електродвігательную , передавальне і перетворювальне устрою утворюють силовий канал електроприводу , що містить електричну (мережа , перетворювач електричної енергії , електродвигун ) і механічну (рухливий елемент , наприклад ротор і вал електродвигуна , механічна передача , робочий орган машини ) частини.Найважливішою функцією електроприводу є управління перетвореної механічною енергією , тобто управління технологічним процесом . Його реалізує входить до складу електроприводу інформаційно - управляючий пристрій . Загальна структуру автоматизованої електромеханічної системи показана на рис. 1.10 , р. Штриховий лінією виділені елементи системи, що входять до складу електроприводу і утворюють силовий і інформаційний канали електроприводу.Інформаційно - управляючий пристрій складається з апаратів управління та захисту , які здійснюють включення , пуск, зупинка електроприводу і захист від аварійних і аномальних режимів роботи , а також з електронних і мікропроцесорних пристроїв керування і датчиків технологічних , механічних та електричних параметрів, що характеризують роботу електроприводу. Сукупність інформаційних і керуючих пристроїв утворює інформаційний канал електроприводу , призначений для управління параметрами ( координатами ) електроприводу відповідно до вимог технологічного процесу. Важливою функцією системи управління є також здійснення технологічного процесу з мінімальними витратами електричної енергії.З точки зору відпрацювання технологічних функцій електроприводи поділяються на регульовані , позиційні , що стежать .Регульований електропривод забезпечує виконання таких функцій: