Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (862477), страница 11
Текст из файла (страница 11)
На практике применяютоба варианта коррекции погрешностей.Станки с ЧПУ имеют высокую энергонасыщенность, что приводит в процессе их работы к выделению большого количества теплоты и к температурным деформациям деталей и узлов станка. Поэтому в настоящее время интенсивно ведутся работы по разработке и применению различных способовснижения тепловыделений и температурных деформаций. Эти способы можно разделить на две группы:без дополнительного отвода или подвода теплоты к узлам станка;с дополнительным отводом или подводом теплоты к узлам станка.В первой группе различают компоновочно-конструктивные способы испособы коррекции относительных линейных и угловых смещений рабочихорганов станка.Во второй группе выделяют способы, основанные на отводе теплотыохлаждением узлов станка и масла в гидросистеме, на подводе теплоты к узлам станка для быстрой стабилизации температуры нагрева и температурныхдеформаций, а также на стабилизации температуры окружающей среды и соответственно температурных деформаций деталей станка.Снижение влияния температурных деформаций на точность станка в процессе его эксплуатации на основе применения систем их коррекции можнопроводить двумя способами:постоянным измерением непосредственно смещений оси шпинделя с помощью ИП, однако это не всегда возможно или достаточно сложно;измерением смещения оси шпинделя косвенным путем на основе измерения температуры в характерной точке на станке.
В этом случае предварительно экспериментально устанавливают функциональную зависимость между изменением температуры в характерной точке на станке и смещением осишпинделя.1О.52Системы программного управления металлоре:жущими станкамиНа рис.10.16показан пример коррекции смещения оси ШIШНделя в многоцелевом станке с вертикальной компоновкой шпинделя фирмыOlivetti(Италия).Примерно на уровне оси шпинделя в кронштейнедельной бабки закреплен инваровый стержень1 (рис. 10.16, а) шпин2, который упирается в рычаг 3,поджимаемый к стержню 2 пружиной через накрученную на вал измерительного преобразователя 5 струну 4. При работе станка и смещении передней части шпиндельной бабки со шпинделем вправо при нагреве инваровый стержень (имеющий очень малый коэффициент линейного расширения) смещаетсятакже вправо, рычаг3отклоняется, и ИП5выдает в систему управления сигнал для коррекции перемещения салазок станка по координате у.Лу, мкм120100803604020о10.16.46't,чбаРис.2Схема коррекции смещения шпинделя вследствие температурных деформаций (а) и графики смещения по координате у (б)На рисунке10.16,б показаны графики смещения оси шпинделя без системы коррекции при частоте вращения шпинделя п = 2 780 мин-t (кривая 1)и при работе системы коррекции (кривая2).Смещения шпинделя и салазокизмерялись соответственно индикаторами А и В.Практических способов коррекции угловых смещений рабочих органовстанка разработано значительно меньше.
Для коррекции угловых поворотовшпинделявследствиетемпературных деформации рекомендуется способнаправленного нагрева (охлаждения) с помощью единичных нагревателейили тепловых труб (элементов охлаждения). В ряде случаев перспективнымявляется способ, основанный на применении микроприводов, позволяющихосуществлять с очень малой дискретностью линейные и угловые смещениярабочих органов станка.Постоянное совершенствование и расширение возможностей микропроцессорных систем ЧПУ, разработка и применение новых измерительных систем, а также растущие требования к точности станков с ЧПУ, ее повышениепутем коррекции погрешностей достаточно эффективны в процессе эксплуатации станков.1 О. 7. Порядок выбора и53проектирования систем ЧПУ10.6.5. Устройства для автоматического контроляточности изготовления деталейи настройки режущих инструментовДальнейшая автоматизация станков с ЧПУ позволила проводить:контроль точности обрабатываемых заготовок (перед чистовым проходомили после полной обработки) непосредственно на станке;поднастройку режущего инструмента на основе измерения заготовки перед чистовым проходом;измерение действительногоположения режущей кромки инструмента(при неточной его предварительной установке в оправке или в резцедержателе и при износе) и коррекцию его исходного положения;измерение действительного положения заготовки на столе станка перед ееобработкой.В общем случае точность обработки заготовки можно измерять непосредственно на станке или после снятия со станка различными измерительнымисредствами (например, на контрольно-измерительной машине).Измерение на станке проводится специальными измерительными щупами, которые устанавливаются в одной из позиций револьверной головки токарного станка с ЧПУ или в оправке в инструментальном магазине многоцелевого станка.
При необходимости измерения оправку с измерительным щупом помещают в шпиндель станка.Измерение точности обработки заготовки непосредственно на станке сЧПУ стало возможным благодаря достаточно высокой точности позиционирования его рабочих органов, на которые устанавливают измерительный щуп.Недостатками такого способа являются: простои дорогостоящего станка сЧПУвовремя измерений;неблагоприятные условияизмерений(СОЖ,стружка, высокая температура); зависимость точности измерений от точностиперемещений рабочего органа, несущего измерительный щуп.10.7.
ПОРЯДОК ВЫБОРА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕПИЯВыбор и проектирование системы ЧПУ проводят с учетом конструкции итехнологических возможностей металлорежущего станка, его техническиххарактеристик, конкретных производственных условий работы, а также условий достижения требуемых показателей качества обработки заготовок, производительности и себестоимости изготовления деталей.Исходя из этого, на первом этапе:анализируют типовые детали, производимые на станке с ЧПУ (тела вращения, плоские, корпусные, специальные);определяют требуемые технологические возможности и технические характеристики станка;составляют техническое задание на систему ЧПУ;1О.54Системы программного управления металлоре:жущими станкамивыбирают компоновку станка;разрабатывают варианты кинематических схем станка и работы его основных и вспомогательных механизмов, количество управляемых координат(в том числе одновременно управляемых), а также подробную кинематическую схему, принятую для проектирования станка.На втором этапе:анализируют структуру построения и технические характеристики приводов главного движения, подач, вспомогательных движений; уточняют всефункции управления;определяют все функции управления;проводят обоснование и выбор устройства ЧПУ, приводных электродвигателей и схем их управления, измерительных преобразователей;выбирают и разрабатывают дополнительные системы измерения, диагностирования и коррекции погрешностей станка;определяют структуру необходимого программного обеспечения;выполняют конструктивное оформление пультов системы управления.Разработку и изготовление основной части системы ЧПУЧПУ--устройстваосуществляют специализированные фирмы.При проектировании и изготовлении станков с ЧПУ на станкостроительных фирмах системы ЧПУ не проектируют, а комплектуют ( с последующейстыковкой и отладкой) на основе выбора имеющихся составных ее элементов, выпускаемых специализированными фирмами.Конструктивно для устройств ЧПУ характерно следующее:размещение элементов, потребляющих большие мощности и выделяющихбольшое количество теплоты, раздельно с маломощными элементами;организация внутреннего теплообмена и поддержание постоянной температуры внутри шкафа с помощью кондиционеров и дверных уплотнителей;применение больших монтажных плат, печатного монтажа и печатныхплоских кабелей для внутренних соединений;миниатюризация, позволяющая встраивать устройство ЧПУ непосредственно в механизмы станка или, что делают чаще, вьmолнять их в отдельном подвесном пульте управления и помещать в удобном месте на станке.При этом достигается значительная экономия производственных площадей;модульная конструкция, обусловливающая удобство их технического обслуживания, упрощающая поиск неисправностей и ремонт путем замены соответствующих модулей;оснащение дисплейной техникой отображения информации управлениястанком,диагностики неисправностейвбуквенно-цифровойформе,чтоулучшает наглядность управления и упрощает «общение» оператора с системой ЧПУ.10.8.Особетюсти эксплуатации и технического обслуживания станков с ЧПУ5510.8.
ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОГООБСЛУЖИВАНИЯ СТАНКОВ С ЧИСЛОВЫМПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМПроцесс эксплуатации станков с ЧПУ представляет собой совокупностьследующих мероприятий: транспортирование, монтаж, настройка, наладка,контроль геометрической и кинематической точности, уход, техническое обслуживание, ремонт, а при необходимости консервация и упаковка.Транспортирование станков с ЧПУ необходимо осуществлять строго поинструкции, указанной в руководстве по его эксплуатации.Важным вопросом является правильная установка на фундамент, которыйдолжен служить надежным основанием станка.
Для станков с ЧПУ в связи свысокими требованиями к точности при высоком уровне динамическихнагрузок наиболее рациональной оказывается установка на индивидуальныхфундаментах или на полу из бетонных плит, разделенных деформационнымишвами.Важной задачей является испытание станков с ЧПУ на точность. Согласно ГОСТ8- 82,общие требования к испытаниям на точность металлорежущих станков с ЧПУ определяются показателями, характеризующими:геометрическую точность станков;точность изготовления заданной детали;дополнительными показателями.Испытанию на точность должен подвергаться каждый изготовленный напредприятии-изготовителе станок с ЧПУ и каждый станок, прошедший средний и капитальный ремонт.
Перечень всех проводимых проверок и их результатов указан в паспорте каждого станка в разделе «Нормы точности».Для станков с ЧПУ в обязательном порядке проводят дополнительныепроверки их точности:позиционирование рабочих органов на холостом ходу при управлении отсистемы ЧПУ;изготовление заданных деталей с регламентацией режимов обработки.Техническое обслуживание станков с ЧПУ включает в себя совокупностьорганизационных и технических мероприятий, обеспечивающих поддержание их выходных параметров на заданном уровне в течение всего периодаэксплуатации: осмотр и контроль технического состояния станка и системыуправления, чистку, промывку и смазьmание механизмов станка, долив масла, регулирование отдельных механизмов станка и элементов системы управления, замену отдельных износившихся деталей и вышедших из строя элементов и блоков устройства ЧПУ, проверку и наладку гидро- и электроприводов, а также работы по устранению обнаруженных неисправностей.Техническое обслуживание проводят в соответствии с имеющимися правилами, а также с учетом специальных требований, содержащихся в технической документации на станки с ЧПУ.1О.56Системы программного управления металлоре:жущими станкамиИзменение точности станка с ЧПУ в процессе эксплуатации в результатедействия на него рассмотренных выше внутренних и внешних факторов обусловливается появлением допустимых и недопустимых повреждений как всамом станке, так и в устройстве ЧПУ.Повреждения, которые приводят к немедленной остановке станка с ЧПУ(вследствие повреждения самого станка или устройства ЧПУ) или к недопустимым условиям его работы, являются причинами отказов его функционирования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
