Проектирование автоматизированнь1х станков и комплексов (862475), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Проектированиестанков следует рассматривать как сложную систему, признаком проектирования которой являются неопределенность и многовариантность. Основныепараметры станка, обеспечивающие его конкурентоспособность на рынке,следующие:1) компоновка станка;2) положение осей резцовых головок и их количество;3) габаритные размеры обрабатываемых деталей;4) характеристика привода;5) точность обработки;6) выбор конструкции шпиндельных узлов;7) обеспечение возможности включения опций в стандартнуюкомплектацию станка.2.8. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВИ СТАНОЧНЫХ СИСТЕМБольшинство станков создано на основе последовательного метода проектирования, когда станок разбивают на отдельные узлы, разработку которыхпродолжают в итерационном режиме вплоть до обеспечения необходимыххарактеристик и требований.
Наиболее прогрессивным методом проектирования является метод агрегатирования, когда технологическую машину создают на базе унифицированных агрегатов (модулей), устанавливаемых наобщей станине. Основные преимущества агрегатирования-сокращениесроков и стоимости проектирования и изготовления оборудования, упроще-2.8. Тенденции развития металлорежущих станков и станочных систем91ние обслуживания и ремонта, возможность переналадки станков для обработки разнообразных деталей.На рис.2.20показан токарный станок с наклонной станиной и1Оегомодулей, которые имеют еще и варианты исполнения. Шпиндели ШП1 иШП2 с встроенным (вс) и с вынесенным (вн) приводами имеют установочное вращательное движение (координаты с 1 и с2). Кроме того, шпиндельШП2 установлен на продольном суппорте, который имеет перемещение покоординатеz3 •Верхние револьверные головки фронтальные РГФВ и радиальные РГРВ,нижняя-радиальная РГРН (цифры в скобках указывают число инструментов, буквы «в»-вращающиеся, «н»-неподвижные).
Револьверные головки устанавливают на суппорты, которые имеют перемещение по координатамz1,х1, Yr (РГРВ) и по координатамz2,х2 (РГРН). Задняя бабка ЗБ электрофицирована.С развитием гибких производственных систем появилась необходимостьв создании перекомпонуемых и реконфигурируемых производственных систем.Это оборудование и станочные системы подходят для производств с постоянно меняющимися требованиями. Развитию этого оборудования способствует также создание мехатронных станочных модулей, обладающих большой гибкостью при структурных и компоновочных преобразованиях автоматизированного оборудования.Развитие систем автоматического управления технологическим оборудованием идет по пути обработки потоков информации на всех уровнях управления технологическими процессами.
Первый уровень-это системы измерителей-преобразователей (датчиков), второй - устройства связи с объектомуправления, третийтый--контроллеры исполнительных механизмов, четверстанции в виде промышленных компьютеров, управляющие станкамии станочными системами.В результате композиции систем первого и третьего уровней появилисьмехатронные модули, включающие силовой исполнительный блок (основнаяэнергетическая машина), датчики, контролирующие положение деталей привода и объекта управления, а также исполнительные механизмы, корректирующие положение этих деталей.
При этом мехатронный модуль содержитминимальное число механических элементов, а их функции передаются системе управления и подсистеме исполнительных устройств.Основные особенности мехатронных модулей следующие:использование унифицированных конструкций для различных компоновочно-кинематическихрешенийстанков,чтообеспечиваетагрегатномодульное их построение;расширение технологических возможностей станков в результате дополнительного введения мехатронных модулей;создание многопараметрических систем диагностики;РГРВ (12в)РГРВ (12в)~РГФВ (lбв)~РГФВ (12н)~CJШПiвс)gШП 1 (вн)РГРН (12в)Рис.trЗБ2.20.
Токарный станок SchauЫin 42L модульной конструкцииШП2(вн)2.8. Тенденции развития металлорежущих станков и станочных систем93упрощение сервисного обслуживания благодаря унификации конструкций;уменьшение времени ремонта вследствие поузловой замены.Модули подразделяют по типу исполнительного блока и виду системыуправления (рис.2.21).Электромеханический блокИсполнительный блокМехатронный модульtглавногодвиженияtподачии вспомогательныхперемещенийt...Система управленияttрегулируемыйавтономнаяэлектроприводсистемаtМотор-СтаночныйМотор-шпиндельузелредуктор!tМодульзамкнутаялинейногоподвиженияположению11Электро-с волновойшпиндельпередачейПлоскийлинейный1+двигатель-с ттрограм-мируемойпамятью1...Мотор-с планетарнойредукторпередачей•Пазовыйлинейный1+двигательt-tцифроваяна базе микропроцессоровtКоординатныйПоворотныйИнструментальнаяШарнирныйСТОЛСТОЛголовкаузелРис.2.21.
Виды мехатроm1ых модулейИсполнительные блоки, которые представляют собой узлы, обеспечивающие определенную степень подвижности рабочим органам станка, в своюочередь подразделяют на блоки главного движения, подачи и вспомогательных перемещений.В зависимости от типа сообщаемого движения различают модули вращательного и линейного движения.Исполнительные блоки главного движения могут быть выполнены в видемотор-шпинделя или мотор-редуктора.
Мотор-шпиндель представляет собойшпиндельный станочный узел, на валу которого смонтирован ротор приводного двигателя вращения. Типовым конструктивным решением его являетсяэлектрошпиндель, представляющий собой регулируемый электродвигатель,непосредственно к валу которого закрепляют режущий инструмент или де-942.Проектирование станковталь. Электрошпиндель может быть выполнен на магнитных опорах (в этомслучае он является типичным мехатронным модулем).С позиции электромеханического преобразования энергии линейные двигатели подразделяют:на плоские линейные двигатели синхронного и асинхронного типа;П-образные (пазовые) линейные двигатели;цилиндрические линейные двигатели.Развитие станкостроения привело к созданию оборудования новой концепции на основе механизмов с параллельной кинематической структурой.От оборудования с традиционной последовательной компоновкой его отличает снижение степени последовательного сопряжения подвижных блоков,более широкие технологические возможности, меньшая металлоемкость, более высокая надежность, точность и жесткость, а главное, снижение степенипоследовательного сопряжения подвижных блоков при использовании мехатронных модулей.Простейшим представителем оборудования с параллельной кинематикой является бипод (рис.2.22) -плоский механизм с двумя параллельнымикинематическими цепями.
Выходноезвено у него имеет две степени свободы (как правило, два перемещения). Ползунывертикальныхработающиелей,установленные в1,направляющих3иотлинейных двигатепередаютдвухкоординатноедвижение выходному звенуштанги2через4.Триподы, обладая трехстепеннойподвижностью, позволяют более полноиспользоватьпреимуществапараллельной структуры. Плоский триподявляетсяосновойпостроенияпрецизионного токарного модуля дляпатронной обработки деталей. КонстРис.2.22. Схема станка с механизмомперемещения шrшнделя типа биподрукциястанкапредусматриваетменениеповоротнойголовкиилиприревольвернойлинейнойрезцовойналадки с тангенциальным движением для смены инструмента.Гексапод позволяет ориентировать выходное звено по шести степенямсвободы, что является неоспоримым преимуществом станочных систем такойконцепции перед станками классической компоновки.
Существует множествоисполненийструктуртакогооборудования.Например,станокНЕХЕL(США), выполненный на основе гексапода, имеет объем рабочего пространства бООхбООхбОО мм.2.8. Тенденции развития металлорежущих станков и станочных систем95Контрольные вопросы1. Назовите основные этапы проектирования станков.2. Каковы основные критерии работоспособности станков?3. Что такое жесткость узла станка и жесткость станка?4.
Назовите виды и причины вибраций в станках.5. Какие требования предъявляют к конструкциям шпиндельных узлов?6. Каковы особенности расчета шпиндельного узла?7. Какие требования предъявляют к направляющим? Как выбирают формы их сечения?8. Укажите особенности расчета давлений в направляющих.9. Назовите экономические аспекты создания и принципыния конкурентоспособных станков.проектирова3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
