- •Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет»
- •Конспект лекций
- •Станки с чпу и гпс
- •Лекция 10. Станки с числовым программным управлением
- •10.1. Общие понятия о станках с чпу, три поколения станков с чпу.
- •10.1. Общие понятия о станках с чпу, три поколения станков с чпу.
- •10.1.1. Станки первого поколения.
- •10.1.2. Станки второго поколения.
- •10.1.3 Станки третьего поколения.
- •10.2. Технологические группы станков с чпу.
- •10.3. Основные принципы числового программного управления.
- •10.3.1. Укрупненная структурная схема системы чпу.
- •Лекция 11
- •11.1. Обратная связь в станке чпу.
- •11.2. Разомкнутые системы чпу.
- •11.3. Замкнутые системы чпу.
- •11.3.1. Замкнутые системы чпу с обратной связью по положению рабочего органа станка.
- •11.3.2. Замкнутые системы с обратной связью по положению рабочих органов и с компенсацией погрешностей станка.
- •11.3.3. Адаптивные замкнутые системы.
- •11.4. Системы чпу класса nc, cnc, hnc, dnc.
- •11.4.1. Системы чпу класса nc.
- •11.4.2. Системы чпу класса cnc.
- •11.4.3. Системы чпу класса dnc.
- •Лекция 12. Конструктивные особенности станков с чпу
- •12.1. Привод главного движения.
- •12.1.1. Тиристорные преобразователи.
- •12.2. Привод подач
- •12.2.1. Шаговый привод подач с гидроусилителем.
- •12.2.2. Электрические приводы подач.
- •12.2.3. Гидравлические приводы подач.
- •Лекция 13
- •13.1. Датчики обратной связи.
- •13.1.1. Линейный индуктосин.
- •13.1.2. Вращающийся трансформатор.
- •13.1.3. Фотоэлектрический датчик.
- •13.1.4 Датчик фирмы « Ferranti»
- •13.2 Передаточные механизмы привода подачи.
- •13.2.1 Беззазорный зубчатый редуктор,
- •13.2.2 Шариковые винтовые пары.
- •13.2.3 Зубчато-реечные передачи.
- •13.2.4 Винто-реечная шариковая передача.
- •13.3 Станины
- •13.4. Направляющие.
- •13.4.1. Направляющие скольжения.
- •13.4.2 Направляющие качения.
- •13.4.3. Гидростатические направляющие.
- •13.4.4. Аэростатические направляющие.
- •13.5. Шпиндельные группы.
- •13.5.1.Шпиндели.
- •Лекция 14. Назначение, компоновка, работа узлов и гидрокинематика станка модели ир500мф4
- •14.1. Назначение и область применения станка.
- •14.2. Компоновка станка
- •14.3. Гидрокинематика станка
- •14.3.1.Устройство механизмов станка
- •14.3.1.1 Механизм переключения скоростей.
- •14.3.1.2. Механизм зажима инструмента в шпинделе.
- •14.3.1.3. Механизм ориентации шпинделя.
- •14.3.1.4. Инструментальный магазин.
- •14.3.1.5. Манипулятор.
- •14.3.1.6. Поворотный стол.
- •14.3.1.7. Устройство смены спутников.
- •14.3.2. Цикл работы станка.
- •14.3.2.1. Цикл автоматической смены инструмента.
- •14.3.2.2. Цикл автоматической смены спутников.
- •14.3.3 Описание гидрокинематической схемы станка.
- •14.3.3.1. Привод вращения шпинделя.
- •14.3.3.2 Приводы подач.
- •14.3.3.3. Привод механизма ориентации шпинделя.
- •14.3.3.4. Гидравлическое уравновешивание шпиндельной бабки.
- •14.3.3.5. Привод цикловых движений при автоматической смене инструмента.
- •14.3.3.6. Привод цикловых движений при автоматической смене спутников.
- •Лекция 15
- •15.1. Основные понятия и определения. Общая характеристика объектов роботизации. Разновидности автоматических манипуляторов.
- •15.2. Основные направления использования роботов. Три типа поколения пр.
- •15.4. Основные параметры пр. Грузоподъемность пр. Число степеней свободы.
- •15.1. Основные понятия и определения. Общая характеристика объектов роботизации. Разновидности автоматических манипуляторов
- •15.2. Основные направления использования роботов. Три типа поколения пр
- •15.3. Функциональная блок схема и ее общая характеристика
- •15.4. Основные параметры пр. Грузоподъемность пр. Число степеней свободы
- •Лекция 16
- •16.1. Основные параметры пр. Мобильность авто манипулятора, рабочая зона, компоновочная схема, система управления, точность позиционирования
- •16.2. Индексация моделей ам. Система построения индекса, примеры обозначений ам и конкретных схем компоновок
- •16.3. Особенности кинематики и конструкции ам. Специфические элементы промышленных роботов
- •16.4. Захватные устройства манипуляторов. Требования к захватным устройствам и их классификация
- •16.5. Разновидности захватных устройств. Механические, магнитные и вакуумные захваты. Их характеристика и особенности
- •Лекция 17. Автоматические станочные линии (автоматические линии)
- •17.1. Основные понятия
- •17.2. Типы автолиний
- •17.2.1. В зависимости от величины выпуска деталей.
- •17.2.2. В зависимости от организации потока
- •17.2.3. По роду применяемых станков.
- •17.2.4. По роду применяемой схемы транспортирования деталей.
- •17.2.5. По расположению оборудования.
- •17.2.6. По виду обрабатываемых деталей.
- •17.3. Оборудование автоматических линий.
- •Список литературы
- •Дополнительная литература
14.3.3.1. Привод вращения шпинделя.
Привод 1 приводится во вращение от высокомоментного электродвигателя М1 постоянного тока типа 2ПФ-80Г с возбуждением от постоянных магнитов с номинальной частотой вращения 1000 об/ мин через двухступенчатую коробку скоростей 2. Номинальное напряжение 220 В.
Изменение частоты вращения шпинделя достигается изменением частоты вращение двигателя и переключением зубчатых колес коробки скоростей 2 с помощью гидроцилиндра Ц1. Изменение скорости движения производится в пределах:
- от номинальной скорости 1000 об/мин до 3150 об/мин при постоянной мощности 14 КВт;
- от 21,2 об/мин до 1000 об/мин при постоянном крутящем моменте 700 Н м.
Вращение на шпиндель передается либо через зубчатые пары 30/57 и 57/32 (второй механический диапазон - большие скорости шпинделя и малые крутящие моменты) , либо через зубчатые пары 30/57 и 23/66 (первый механический диапазон - малые скорости и большие крутящие моменты).
Частота вращения шпинделя определяется по уравнению кинематического баланса:
об/мин.
Коробка скоростей 2 расположена в шпиндельной бабке 3. Изменение направления вращения шпинделя достигается реверсированием электродвигателя.
Переключение диапазонов скоростей производится гидроцилиндром Ц1, который связан со штангой 4.
При поступлении команды от системы ЧПУ на включение первой механической ступени коробки скоростей, включается электромагнит ЭМ2. Он переключает золотник гидрораспределителя Р1 в позицию 1 (Р11).
Поток масла
1 (Ф1)2(Н)3(Ф2)4((К023)5(КР1)11(Р1-1)12(ДР2)13(Ц1)/(Ц1)
((РД1)
14(К03)15(Р1-1)16(КР1)9(АТ)10(Б)
перемещается поршень цилиндра Ц1, а следовательно и штангу 4 с вилкой 5 вправо. Происходит включение первой механической ступени коробки скоростей. Скорость переключения настраивается дросселем ДР2.
При поступлении команды от системы с ЧПУ на включение второй механической ступени коробки скоростей, отключается электромагнит ЭМ2 и включается электромагнит ЭМ1. Он переключает золотник гидрораспределителя Р1 в позицию III (Р1III).
Поток масла
1(Ф1)2(Н)3(Ф2)4 ((К023)5(КР1)11(Р1-III)15(ДР3)14(Ц1)/(Ц1)-
((РД1)
13(К02)12(Р1-Ш)16(КР1)9(АТ)10(Б)
перемещает поршень цилиндра Ц1, а следовательно и штангу 4 с вилкой 5 влево. Происходит включение второй механической ступени коробки скоростей. Скорость переключения настраивается дросселем ДР3.
При снятии задающих команд электромагниты ЭМ1 и ЭМ2 отключаются и золотник гидрораспределителя под действием пружин устанавливается в позицию II (Р1II), соединяя таким образом обе полости гидроцилиндра Ц1 со сливом.
14.3.3.2 Приводы подач.
Перемещение стойки (по оси Z), шпиндельной бабки ( по оси Y), стола ( по оси Х) обеспечивается одинаковыми высокомоментными электродвигателями М2, М3, М4 с возбуждением от постоянных магнитов. Мощность каждого двигателя 2,8 квт (при n = 1500 об/мин). Двигатели соединены с шариковыми ходовыми высокоточными винтами через специальные муфты, имеющие высокую крутильную жесткость и допускающие некоторую неточность монтажа двигателя и винта (несоосность, перекос).
Установленные электродвигатели позволяют без применения коробок подач получать рабочие подачи по любой из координат в пределах 1-2000 мм/ мин и быстрые установочные перемещения со скоростью 8000 или 10000 мм/мин ( последняя зависит от принятой системы ЧПУ).
Наибольшая сила подачи стола и стойки 8 кН, шпиндельной бабки 8 кН. Такие же электродвигатели использованы для вращения поворотного стола (двигатель М) и инструментального магазина 19 ( двигатель М6).
