Кузнецов Ю.Н. Станки с ЧПУ (986783), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Положение магазина при компоновке в некоторых случаях однозначно определяется конструктивным типом устройс."а,, а в других случаях благодаря автооператорам может быть неоднозначным, Расположение магазина и инструмента при компоновке определяет технология производства и эксплуатация станка и должно соответствовать общим требованиям к УАСИ, которые были рассмотрены выше и здесь только перечисляются: 1) сокращение числа координатных движений при АСИ; 2) максимальное совмещение времени АСИ с работой станка; 3) сокращение координатной установки по осям Х и У при АСИ, что обеспечивает соосность отверстий при обработке разным инструментом; 4) отсутствие влияния массы инструментов в магазине на точность станка; 5) возможность увеличения емкости магазина без существенного влияния на конструкцию основных узлов станка; 6) возможность независимого агрегатного исполнения магазина (для поставки станков с АСИ и без нее) и другие требования. Выполнение этих требований во многом зависит от расположения магазина в компоновке станка и прежде всего наличие самого магазина инструментов в УАСИ, что обусловлено необходимостью выполнения требований и применением большого количества инструментов для обработки деталей.
В Экспериментальном научно-исследовательском институте металлорежущих станков (ЭНИМС) разработан агрегатированный комплекс многоинструментальных станков АКМ-26 (сверлильно-фрезерно-расточных многооперационных станков с построением АУСИ на агрегатной основе — система АКМ-26-АСИ) (2). Для автоматического поиска необходимого инструмента используют различные методы кодирования непосредственно инструментальной оправки или гнезда магазина: 1. Инструмент в определенной технологической последовательности — программируется только шаг (угол поворота магазина). Недостаток — нет повторного использования одного и того же инструмента. 2. Кодирование самих инструментов с помощью набора колец, закрепляемых на специальном цилиндрическом пояске оправки. Считывающее устройство контактного или бесконтактного типа формирует двоично-кодированные сигналы при движении относительно него инструментального магазина.
В момент совпадения кода инструмента, заданного управляющей программой, с кодовым сигналом считы- 9 283 949 вающего устройства происходит останов и фиксация мага- вина инструмента. Достоинство — расположение инструмента в любой последовательности. Недостаток — усложнение конструкции инструментальной оправки, снижение ее жесткости, увеличение массы магазина и времени поиска инструмента. 3.
Кодирование гнезд магазина плоскими кодовыми ключами с различными комбинациями проточек (например, по двоично-десятичному коду), устанавливаемые в специальные замки рядом с соответствующим инструментом. 4. Кодирование гнезд магазина кодовым барабаном с набором кулачков, который установлен в хвостовой части вала магазина иля механически связан с его приводом. Соответствующие каждой позиции магазина комбинации выступов кулачков на барабане воздействуют на контактные или бесконтактные мнкропереключатели считывающего устройства, Третий и четвертый методы получили широкое применение из-за быстрого поиска инструмента, однако цикл и устройство управления АСИ усложняются.
Фирма «Хертельэ (Австрия) разработала новую систему идентификации инструмента «Микролог-10», состоящую из трех электронных элементов, ядром которых является чип с 32-битовым постоянным кодом. Для кодирования какого-либо предмета кодоноситель крепят в предусмотренном для него углублении. Считывание осуществляется индуктнвио за несколько миллисекунд считывающей головкой. Чип И 12 может хранить любое кодовое число до 2««.
Достоинства — энергонезависимая память, хранящаяся много лет; индуктивная передача сигналов между кодоносителем и считывающей головкой; герметичность кодоносителя. Перспективнымн считают способы кодирования и поиска инструмента с использованием фотоэлектрических, электромагнитных и других физических эффектов, позволяющих достичь наибольшей компактности конструкции УАСИ.
Анализ выполненных работ по УАСИ показал, что наметились многоуровневая тенденция АСИ, начиная от смены режущих элементов инструмента с изменением его положения и заканчивая сменой инструментальных магазинов. Можно полагать, что АСИ расширит свои границы: с одной стороны, смена режущих пластин (рис. 6.5) илн режущих кромок, о другой — смена стеллажей с инструментальными магазинами или целых складов в пределах гибкого техно- логического комплекса для ряда территориально объединенных заводов-автоматов. Резец (рис. 6.6) с автоматической сменой режущей пластины 3, установленной на опорной пластине 1 и державке 6 снабжен механизмами закрепления и сброса режущей пластины.
Механизм сброса содержит по два подпруж и пенных тол кателя 5, упирающихся в боковые поверхности пластины 2. Механизм закрепления включает в себя шток 8, пакет тарельчатых пружин 7, двуплечнй рычаг 10, установленный на оси 9, стакан 12, зажимной элемент 4, подпружиненный диск П и пластинчатую пружину 5. Замена пластины осуществляется после износа по задней поверхности на 0,4...0,46 мм при средней стойкости 80....
110 мип, Время работы УАСИ, а следовательно, и быстродействие, кроме всех прочих условий, в значительной мере зависят от выбранного закона движения. Законы изменения скорости движения рабочих органов УАСИ показаны на рис. 6.6. С позиций наибольшего быстродействия оптимальным является треугольный закон изменения скорости (рис. 6.6, а), однако большие энергетические затраты, мгновенное изменение знака ускорения при переходе разгон— торможение (возникают большие динамические нагрузки, происходит перераспределение зазоров в механизмах н появление ударов) делают его мало пригодным, В большинстве УАСИ применяют закон изменения скорости движения близкий к трапецеидальиому (рис.
6.6, б) — сплошная линия; вследствие потерь мощности и постепенного нарастания или спада нагрузки происходит плавное изменение скорости и ускорения — пунктирная линия. Ввиду того что Рис. 6.6. Резец с автоматической сменой режущей ила. стивы Рис, 6.6. Законы наменения скорости движении рабочих органов УАт".И: о треугольныаг б — трапе ценаальныа, е — трапеце нлальныа с аоаацаонарованн ен Гллн вращательного лвв. женнвг в УАСИ прочность злементов приводов не ограничивает величину н распределение во времени ускорений, осуществление более сложных законов не требуется.
Также широко применяется двухступенчатый трапецеидальный закон с замедленной скоростью движения (скоростью позиционирования) для повышения точности работы УАСИ. Треугольный и трапецеидальный законы изменения скорости чаще всего применяют для поступательных движений, а трапецеидальный с позиционированием (замедлением) — для вращательных. В общем случае время смены инструмента (рис. 6.6б)~ т =- ~„+(,+(,+ („+(,„, (6.!) где гр — время разгона; ат„— время установившегося движения; г, — время торможения; 1, — время позициони« рования; а — время торможения механизмов при пози ционировании, В случае изменения скорости по закону трапеции без позиционирования (6.2) т = (р+ (...
+ („ а в случае треугольного закона изменения скорости УАСИ Т=а +1,. (6.3) Для схематизированной трапецеидальной диаграммы акорости, характерной для автооператоров, кантователей, промежуточных носителей, выражение для определения общего времени Т отдельного движения имеет вид (321: Ж )" Т=1 а, о (6.4) г' а,з где з — общий путь; о — скорость установившегося (равномерного) движения; а,— модуль ускорения при торможении; у — коэффициент, зависящий от соотношения ускорений при разгоне ар и торможении а,; при ар —— а, у = 1.
Если вращательное движение рассматривать приведенным к определенному радиусу, например радиусу расположения инструмента, то расчетные формулы как для вращательного, так и для поступательного движения становятся идентичными. Рекомендуемые ускорения а, при торможении автооператоров, определенные из условия нормального подхода в конечное положение, составляют 2...7 м/с'. При этом наибольшая скорость ограничена ударом об упор, а наименьшая — обеспечением надежного дохода до упора в условиях переменных параметров системы.
При переходных процессах (разгон — торможение) возникают колебания в механизмах привода, которые также ограничивают номинальное ускорение. Так как импульсные возмущения, образующиеся при разгоне и торможении, характеризуются силовым спектром, то в приводе появляются главным образом колебания с собственными частотами системы. Для ограничения этих колебаний время торможения должно быть таким, чтобы низшая собственная частота колебаний системы была выше полосы частот, в которой сосредоточена основная часть энергии импульсов. Для простейших форм импульсов — прямоугольного, треугольт ного и поступательного — это условие может быть выражено как т/Т, ) 2...2,5, где т — время действия импульса ускорения, Т вЂ” период собственных колебаний системы.
В большинстве случаев Т„= 0,02...0,04 с и соответственно т 0,08...0,1 с. При малых ходах 0,15....0,3 м и для выполнения этого условия необходимо, чтобы номинальное ускорение а, было меньше 5...6 м/с', при больших ходах 0,7...0,8 м (например, для поворота автооператора или перемещения вспомогательного носителя) ускорение должно быть меньше 10...12 м/сх. Рнс. 6.7, Определение момента Мн не уравновешенности автаоператора , Для автооперато- 1 ров с радиусом расположения инструмента 180...250 мм рекомендуемая скорость поворота (на радиусе расположения инструмента) составляет 1...1,2 м/с, номинальное ускорение при разгоне и торможении — 5...7 м/са, скорость поступательного движения — 0,4...0,5 м/с (до 1,2 м/с).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
