Проектирование автоматизированнь1х станков и комплексов (831033), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Нижний шток ци4соединен с корпусом следящего зообразуя внутреннюю жесткую отрицательную обратную связь.Одновременно с полостью следящего золотника масло от насоса подается вправую полость6цилиндра задающей подачи Sзад, левый шток которогожестко связан с корпусом цилиндра5,обеспечивая при этом всей системедвижение Dsзад .254369РпжРис.3.22.87РслlРсл2l...!...___!.JСхема гидропривода копировального станка с зависимойзадающей подачейДля обеспечения взаимозависимости задающей Sзад и следящей Sсл подач9,служит редукционный клапансливных полостей цилиндров5ик полостям которого подводится масло из6,создавая давления р 1 и р2 • При этом штокклапана находится под действием силы, определяемой уравнениемF 1p 1 + F2p2 = Рпж,гдеF 1, F 2 - рабочие площадиИз полостей клапана(3.8)клапана.9 масло идет наслив через дроссели7 и 8.При движении щупа золотника по горизонтальному участку копира плунжер золот-3.5.Следящий гидропривод подачника находится в нейтральном положении (Лх=141О).
При этом полости цилиндра оказываются в запертом положении, при котором поршень неподвижен(Dscл= О).клапана9Слив жидкости из цилиндра5отсутствует, давление Р2 в полостиминимально, а поршень клапана занимает верхнее положение, прикотором зазор Л максимален. Это обеспечивает максимальный расход присливе жидкости из цилиндра6имаксимальную подачу Sзад· Идет обработкацилиндрической поверхности заготовки1О.При движении щупа по наклонной поверхности золотник и его рабочиекромки смещаются вверх (Лх>О). При этом через образовавшиеся зазорыжидкость поступает в нижнюю полость цилиндра5,в то время как верхняяполость через кромки золотника сообщается со сливом.
Образовавшийся перепад давлений на поршне цилиндра смещает его вверх с подачей Sсл, пропорциональной смещению Лх плунжера. Кронштейн 4 при этом, образуявнутреннюю обратную связь, выполняет функцию слежения. Масло, идущеена слив, попадает в верхнюю полость клапана9,вызывая при этом увеличение давления р2 , что заставляет сместиться плунжер вниз, уменьшая зазор Л.Уменьшение расхода при сливе из цилиндра6приводит к снижению задающей подачи S,ад- В итоге резец, участвуя в двух движениях Dscл и Ds,aд , обрабатывает конусный участок заготовки1Ос углом, соответствующим углунаклона на копире. Таким образом, клапан9,работая в следящем режиме,обеспечивает взаимозависимость задающей и следящей подач.Для определения закона изменения подач запишем систему уравненийS,aдF; = µ1Л1 ✓(2 / р)(Р1 - Рсл );ScлF2 = µ2Л2 ✓(2 / р)(Р2 - Рсл ) ,из которой найдем р I и р2:Р1 =S;aдF//(µ1Л1.['2ip);(3.9)Р2 =S;лF}/(µ2Л 2.['2ip) .(3.10)Подставив эти выражения в уравнение(3.8),после преобразований получимУчитывая, что это уравнение эллипса, можно сделать вывод, что задающая и следящая подачи изменяются по закону эллипса.
Такой закон распределения позволяет вести обработку любого профиля (от цилиндра до вертикального уступа), причем соотношение между подачами будет находиться всоответствии с распределением жесткости суппорта токарного станка в продольном и поперечном направлениях (kпрод8 ( см. рис. 3 .22) можно>kпоп), Настройкой дросселейпри необходимости изменять это соотношение.7и1423.3.5.3.
СледящийПриводы станковгидропривод подачс аналоговой системой управленияВ следящем гидроприводе с аналоговой системой управления управляющее воздействие подается на его вход в виде непрерывного электрическогосигнала, закон изменения которого во времени соответствует закону изменения выходного параметра гидропривода (например, подачи). Для преобразования электрического сигнала управления в механическое перемещение ведомого звена, к которому подсоединяются управляющие элементы гидрораспределителей, применяют электромеханические преобразователи. Принципдействия таких преобразователей основан на взаимодействии магнитных потоков с якорем, который соединен с управляющим элементом, например заслонкой, взаимодействующей с гидравлическими соплами. Отклонение заслонки будет пропорционально напряжению, подаваемому на обмотки преобразователя.Схему и принцип действия такого гидропривода рассмотрим на примеретипового привода типа сопло - заслонка (рис.Основным достоин3.23).ством схемы является простота изготовления и регулировки.
Гидроприводсостоит из следящего золотникаисполнительного гидроцилиндра9,тромеханического преобразователя1с заслонкой1512, элек2 и 14.и двух сопелМасло от насоса подводится к центральной расточке золотника9 и одновременно через два нерегулируемых дросселя7 и 8 магистрали управления 5 и13 к торцовым полостям золотника 9 и соплам 2 и 14.При отсутствии сигнала управления заслонка 15 находится в нейтральномположении относительно торцов сопел 2 и 14. При этом гидравлические сопротивления дросселей, образованных заслонкой и торцами сопел, будутt;_1,----1141513_+--,2 1-----,---- ±лхРзDsр43121096тРнас, Qнас8Рис.3.23.Схемагидропривода\7подачис ЧПУ с аналоговой системой управлениястанка3.5.Следящий гидропривод подач143одинаковыми.
Масло через эти дроссели идет на слив с одинаковым расходом. При этом давления р1 и р2 в магистралях управлениятельно, в управляющих торцовых полостях золотника95и13и, следовабудут одинаковыми,вследствие чего плунжер золотника будет занимать нейтральное положение.Учитывая, что золотник выполнен с «нулевым перекрытием», силовые магистралии рабочие полости исполнительного цилиндра4, 11том состоянии, а поршень цилиндра и рабочий орган3-12будут в закрынеподвижны.При подаче управляющего сигнала на электромеханический преобразователь заслонка в зависимости от значения и знака напряжения сместится в соответствующую сторону на величину Лх, пропорциональную напряжению(Лх= f(U)).При этом в одной магистрали давление уменьшится, а в другой-возрастет. В полостях управления золотника возникнет перепад давленийЛр=p i -р 2 , пропорциональный смещению заслонки Лх (Лр=/(Лх)), которыйзаставит сместиться плунжер золотника на Лу в силу того, что на его торцыдействуют пружины6 и 1 О.
При этом на кромках золотника возникнет расходжидкостиQзолгдеµкоэффициент расхода; Fзол --ка, Fзол= µ Fзол ✓ (2/ Р)Лрз ,=пdзолЛу; dзол -площадь проходного сечения золотнидиаметр плунжера золотника; Лрз-перепад давлений на кромках плунжера.Если одна из силовых магистралей, напримера другая, например4, -чий перепад давлений Лрц= р3 -соединена с насосом,р 4 .
Поршень начинает перемещаться с подачей в соответствии с расходом Qзолнительного11,со сливом, то на поршне цилиндра образуется рабо(S = /(Лу)).Таким образом, подача исполоргана находится в зависимости от управляющего напряжения:S= f(U).Данный привод является замкнутым по скорости, так как на выходе имеется датчик обратной связи, который постоянно контролирует скорость выходного звена, вырабатывает соответствующий ей электрический сигнал инаправляет его по каналу обратной связи в блок ЧПУ, где после сравнения сзаданным сигналом вырабатывается сигнал рассогласования.Достоинством данного гидропривода является высокая точность позиционирования вследствие наличия контура обратной связи, а существеннымнедостатком-ограничение по скоростным возможностям, так как для повышения скорости требуется увеличение диаметра плунжера, что повлечет засобой рост жесткости пружин и неминуемое снижение чувствительности.Выходом из создавшейся ситуации является введение обратной связи по положению заслонки.В приведенной на рис.3 .24схеме подвод управляющего сигнала в видепостоянного напряжения осуществляется через разъемского преобразователя11.Заслонка7 крепитсяние заслонки регулируется винтами9.к12 электромеханичеякорю 1О.
Нулевое положеПри подаче управляющего сигнала1443.Приводы станков7 поворачивается относительно регулируемых опор 8. Сопла 2, размещенные в плунжере 3 золотника,образуют с заслонкой 7 два перемензаслонканыхдросселя,ккоторымподводится по магистралямстоянные дроссели6и6,пои торцовые полости 5 плунжера. При повороте заслонки54жидкость17меняютсяменныхсопротивлениядросселей,чтоперевызываетперепад давлений в управляющих торцовых полостях2Рис.343.24.
Схема гидропривода подачи5плунжера3.Приэтом плунжер смещается, обеспечиваяподачу рабочей жидкости в гидроцилиндр13,причем перемещаться плунстанка с ЧПУ с обратной связью пожер будет до тех пор, пока не сравняположению заслонкиются зазоры между заслонкойлами2.Темсамым7и соп-обеспечиваетсяобратная связь по положению заслонки. Причем надобность в торцовых пружинах отпадает, что снимает ограничение в размерах плунжера и скоростныхвозможностях схемы.Достоинством гидропривода является также высокая устойчивость инадежность работы благодаря симметричности схемы, что позволяет рекомендовать его для работы как в станках с ЧПУ, так и в промышленных роботах.3.5.4.
Следящийгидропривод подачс дискретной системой управленияВ гидроприводах с дискретной системой управления управляющая программа задана в виде дискретных электрических импульсов, причем в зависимости от требуемого закона движения частота и количество импульсов могут изменяться.В качестве устройства, воспринимающего информацию в дискретном виде,используют несиловые шаговые электродвигатели, которые при подачеодного импульса отрабатывают эту информацию в виде поворота вала надискретный угловой шаг Лq>. Причем от частоты f следования импульсов зависит частота вращения nэд вала шагового электродвигателя, а от количестваимпульсов-суммарный угол поворота вала.
Таким образом, можно задавать любой закон движения. Однако учитывая, что электродвигатель несиловой, мощность на выходе не превьШiает200Вт, недостаточных для перемещения рабочего органа станка. Поэтому шаговому электродвигателю требуется следящее устройство, которое с требуемой точностью передавало бы вседвижения его вала на рабочий орган станка и при этом являлось бы усилите-3.5.Следящий гидропривод подач145лем мощности с требуемым коэффициентом усиления. В качестве такогоустройства хорошо зарекомендовал себя гидравлический усилитель, конструкция которого зависит от исполнения гидропривода (линейное или роторное).В представленной на рис.3.25схеме масло от насоса подается в центральную расточку следящего золотниканые дроссели11и12и одновременно через постоянв магистрали управления13масло поступает в отверстия1Ои15.Через магистрали16 и 17 управляющей втулки 18 и далее идет на9 и 14 - в торцовые полости золотслив и одновременно через магистралиника12.123546Рз17---,~'"""t:::!::::!.._ _ _ _ _~р4==,16Pl9151014т13Рис.3.25.\1211Схема гидропривода подачи станка с ЧПУс дискретной системой управленияС помощью силовых магистралейполости цилиндра5, шток которогоВал шагового электродвигателящей втулкой18.Отверстия7и8золотник подает масло в рабочиесоединен с рабочим органом станка1через редуктор26.соединен с управляю16 и 17 во втулке вместе с прямоугольной резьбойвинтатель3 образуют два дросселя переменного сечения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
