- •Управление станками и станочными комплексами
- •Оглавление
- •Библиографический список 56 Введение
- •Классификация и структура систем управления станками
- •Ручное управление станками
- •Автоматическое управление станками
- •1.2.1. Системы управления с распределительными валами (рв)
- •1.2.2. Копировальные системы управления
- •1.2.3. Системы циклового программного управления
- •1.2.4. Системы числового программного управления
- •1.2.5. Адаптивные системы управления
- •Контрольные вопросы
- •Индексация станков с чпу
- •3. Модели учпу
- •Контрольные вопросы
- •Задачи чпу
- •4.1. Геометрическая задача
- •4.1.1. Структура кадра управляющей программы
- •Работа учпу в автоматическом режиме
- •Интерполяция
- •4.2. Логическая задача
- •4.3. Технологическая задача
- •4.4. Терминальная задача
- •Контрольные вопросы
- •5. Классификация систем чпу
- •5.1. Системы класса nc
- •5.2. Системы класса snc
- •5.3. Системы класса cnc
- •5.4. Системы класса dnc
- •5.5. Система класса hnc
- •5.6. Системы класса pcnc
- •Контрольные вопросы
- •6. Структура систем чпу
- •6.1. Комплекс «станок с чпу»
- •Контрольные вопросы
- •7. Принцип работы станков с чпу
- •7.1. Состав системы чпу
- •Контрольные вопросы
- •1. Электродвигатели постоянного тока:
- •2. Асинхронные электродвигатели:
- •3. Шаговые электродвигатели:
- •8.2. Датчики обратной связи
- •8.3. Следящий привод станков с чпу
- •Контрольные вопросы
- •Приводы главного движения станков с чпу
- •9.1. Особенности приводов главного движения станков с чпу
- •9.2. Шпиндельные группы станков с чпу
- •Контрольные вопросы
- •Выбор и проектирование систем чпу
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
Приводы главного движения станков с чпу
9.1. Особенности приводов главного движения станков с чпу
Главный привод в станках обладает рядом особенностей, отличающих его от приводов подач: значительно большие мощности; необходимость использования всей мощности двигателя в большом диапазоне частот вращения шпинделя станка; работа большую часть времени на постоянной заданной частоте вращения; большие моменты инерции, во много раз превосходящие собственные моменты инерции двигателей на высших передачах коробки скоростей.
Приводы главного движения с асинхронными двигателями, как правило, используют с переключаемыми коробками скоростей для того, чтобы можно было использовать максимальную мощность двигателя во всем диапазоне частоты вращения шпинделя. Если диапазон вращения шпинделя велик, конструкция коробки скоростей усложняется. Применение асинхронных двигателей с электрическим переключением частоты вращения (две, три, а иногда и четыре) значительно упрощает конструкцию коробки скоростей. Однако у асинхронных двигателей с переключением частоты вращения ротора вращающий момент постоянен на различных диапазонах, что приводит к снижению мощности при уменьшении частоты вращения.
В связи с этим применение двигателей постоянного тока, частота вращения якоря которых может увеличиваться в 3−4 раза при постоянной мощности путем регулирования поля возбуждения, оказывается более предпочтительным, так как значительно упрощает коробку скоростей, являющуюся весьма сложным узлом. В этом случае коробка может иметь всего три–четыре ступени, а иногда и две.
Так как двигатели главного движения должны обеспечивать постоянную заданную частоту вращения при изменении нагрузки в широких пределах, происходящем, например, вследствие изменения припуска на обработку, то они должны иметь механическую характеристику, которая не должна существенно изменяться при ослаблении поля, иначе возможна неустойчивая работа привода. Это объясняется тем, что при уменьшении по какой-либо причине частоты вращения будет увеличиваться толщина стружки, а следовательно, и нагрузка на двигатель при той же скорости движения подачи. Увеличение нагрузки приводит к дальнейшему снижению частоты вращения вплоть до полной остановки главного привода, сопровождающейся часто поломкой инструмента или даже авариями, если приводы подач запаздывают с отключением при резком увеличении нагрузки на главный привод.
Особенностью работы главных приводов является также их работа при инерционных моментах нагрузки, значительно изменяющихся вследствие переключения коробок скоростей. Это создает определенные трудности в стабилизации приводов при замыкании обратной связью по угловому положению, что часто необходимо при ориентации шпинделя двигателем, требуемой в станках с автоматической сменой инструмента.
Система управления приводом главного движения часто представляет собой отдельный узел, включающий два тиристорных преобразователя: один большой мощности – для регулирования напряжения на якоре двигателя, другой малой мощности – для регулирования напряжения возбуждения. Такой двухзонный привод в настоящее время применяют наиболее часто для осуществления главного движения в различных станках. Помимо двух тиристорных преобразователей, этот узел содержит систему управления автоматизированной коробкой скоростей станка с необходимыми блокировками.