19. Приводы подач. Назначение. Основные показатели. Структура.

Кроме основного рабочего движения приводы подачи выполняют установочные (быстрые и медленные перемещения ), необходимые для приведения рабочих органов в заданное положение с минимальным временем и максимальной точностью. Быстрые установочные движения со скоростью 6-10 мм/мин. Медленные - со скоростью 5-1 мм/мин.

Отсюда Д достигает 1000 и более при высоких требованиях к статическим характеристикам, быстродействию и качеству переходных процессов. Для большинства универсальных станков достаточен полный диапазон регулирования Д10002000 и меньше.

Усилие подачи при изменении режимов обработки незначительно, а мощность двигателя расходуется, в основном, на преодоление сил трения. Поэтому электроприводы подач регулируют при постоянном моменте.

В качестве электроприводов подач используют регулируемые электроприводы постоянного тока с двигателем постоянного тока нормального скольжения ( серия П,2П,ПБСТ,ПСТ ), специальные малоинерционные двигатели с гладким якорем ( серия ПГТ ) или дисковым печатным якорем и высокомоментные двигатели с постоянными магнитами для обеспечения требуемого ускорения.

Электроприводы подач работают в режимах поддержания угловой скорости, слежения и позиционирования, поэтому СУ электроприводов имеют регуляторы угловой скорости и положения. В состав системы входят датчики положения с погрешностью 1-10, скорости, например ТГ. ТГ должны обеспечивать Uвых не менее 20В при n=1000 об/мин. Система токоограничения большинства электроприводов обеспечивает автоматическое уменьшение уставки тока по мере увеличения угловой скорости двигателя.

Перспективным является применение короткозамкнутых асинхронных и синхронных ЭД с возбуждением от постоянных магнитов.

Перегрузочная способность для привода подач, обычно, составляет 3 и более. Время пуска на максимальную скорость 0.1-0.15 сек.

Максимальная частота вращения привода подачи выбирается по ускоренному перемещению механизма и находится в пределах nmax=10002000 об/мин и ограничивается жесткостью и износоустойчивостью узлов станка.

Для приводов подач основной характеристикой является номинальный момент. Диапазон номинальных моментов для станков с ЧПУ средних размеров находится в пределах 1050Нм.

Для преобразователей в таких электроприводах широко используются 3-фазная нулевая тиристорная схема с согласованным или раздельным управлением. Получили распространение тиристорные и транзисторные преобразователи с широтно-импульсным управлением.

Электроприводы постоянного тока для станков с ЧПУ при работе не должны превышать допустимой погрешности скорости. Суммарная погрешность =Н+Т+U , где

Н - при изменении нагрузки от 0.15 Мном до Мкон ;

Т - при изменении температуры окружающей среды от 20 до 40оС при М=Мном ;

U - при изменении напряжения питания от 0.9 до 1.1Uном .

Нормируется также коэффициент неравномерности угловой скорости:

,

где max и min - максимальное и минимальное значение мгновенной скорости за 1 оборот.

Полоса пропускания замкнутого скоростного контура приводов при дополнительном моменте инерции равен суммарному моменту инерции двигателя с датчиков пути и скорости должен быть не менее 20Гц.

В приводе подачи высокоавтоматизированных станков и ПР применяются двигатели следующих типов:

а)-двигатели постоянного тока традиционного исполнения с улучшенными статическими и динамическими характеристиками, имеющие уменьшенный момент инерции якоря, повышенную нагрузочную способность, улучшенную коммутацию;

б)-малоинерционные двигатели постоянного тока, позволяющие достичь максимального быстродействия. Это двигатели с дисковым якорем;

в)-высокомоментные двигатели - это тихоходные двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов. Такие двигатели допускают 8 - 10 кратную перегрузку по моменту. Особенностью этих двигателей является возможность приводить в движение ходовой винт станка, минуя промежуточные механические передачи.

Высокомоментные двигатели не имеют потерь в цепи возбуждения и по размерам меньше, чем аналогичные двигатели с электромагнитным возбуждением.

г)-дальнейшим развитием конструкции машин постоянного тока являются бесконтактные двигатели. В бесконтактных двигателях устранён коллекторно - щёточный узел, что повышает срок службы двигателя снимают коммутационные ограничения по моменту и скорости.

д)-линейные двигатели, хотя их применение в станкостроении ограничено ( в большинстве случаев их рабочие характеристики тяговая сила и линейная скорость не соответствуют требованиям технологического процесса. Исключение составляют малые ПР и станки. )

е)-шаговые двигатели. ШД в приводе подачи станков с ЧПУ применяют редко. В месте с тем на современных станках есть немало видов движений, которые удобно осуществлять с помощью ШД ( малые периодические подачи в станках шлифовальной группы, движения, связанные с компенсацией износа инструмента, точные угловые перемещения ).

ж)-автоматизированный регулируемый электропривод на основе асинхронного двигателя базируется на серийных двигателях.

В приводе главного движения станка основное значение имеет нерегулируемый асинхронный короткозамкнутый двигатель.