исокі вимоги пред'являються до точносних характеристиками передачі гвинт-гайка (точність виготовлення, жорсткість, відсутність зазорів), яка в цьому випадку не охоплюється зворотним зв'язком.
Рис. 2.1 Кінематична схема електромеханічного приводу подач прямолінійного руху з розімкненим системою ЧПУ
- пристрій ЧПУ; 2- кроковий двигун; 3- муфта; 4- гвинт; 5 гайка кочення; 6 каретка; 7- колона; 8- шліфувальна бабка; 9- шліфувальний круг; 10- напрямні кочення; 11- опора гвинта
Рис. 2.2 Кінематична схема електромеханічного приводу подач прямолінійного руху із замкнутою системою ЧПУ
- пристрій ЧПУ; 2- двигун постійного струму; 3- муфта; 4- гвинт; 5 гайка кочення; 6 каретка; 7- колона; 8- шліфувальна бабка; 9- шліфувальний круг; 10- напрямні кочення; 11- дискретний датчик зворотного зв'язку; 12- опора гвинта
Застосування в приводах подач верстатів з ЧПУ точно виготовлених кулькових гвинтових пар та створення в них попереднього натягу для усунення зазорів і збільшення жорсткості дозволяє широко застосовувати замкнуті системи ЧПУ з ДОС на гвинті у верстатах для отримання високої точності переміщення робочих органів. При переміщенні каретки, відмінному від розрахункового, кутове переміщення гвинта також відрізняється від розрахункового і дискретний ДОС подає сигнал на пристрій ЧПУ, потім двигун забезпечує додаткове кутове переміщення гвинта і, отже, лінійне переміщення каретки.
2.2 Двигуни приводів подач верстатів з ЧПУ
Для розімкнутих систем ЧПУ застосовують електричні крокові двигуни. Пристрій крокового двигуна наведено на рис. 2.3.
Рис. 2.3 Електричний кроковий двигун
Статор 1 і ротор 2 крокового двигуна складається з 3 секцій полюсів - I, II, III. На статорі вони виконані у вигляді електромагнітів, на роторі - у вигляді постійних магнітів: I; II; III.
Полюса другої секції зрушені по відношенню до полюсів першої секції на третину полюсного кроку. Таке ж зрушення має третій секція щодо другої. При подачі імпульсу на першу секцію статора I ротор повернеться так, що полюси його першої секції I 'стануть співвісними з полюсами I статора.
Надходження імпульсу в секцію II призведе до повороту ротора ще на один крок і полюса цій секції II і II стануть співвісними. Коли імпульс надходить в третю секцію III, ротор повернеться ще на один крок.
Частота подаються на ШД імпульсів визначає кутову швидкість обертання ротора, а їх число - кут повороту.
Важливою характеристикою ШД є його роздільна здатність (прийомистість), тобто миттєвий перепад частот, що відпрацьовується двигуном без пропуску, хоча б одного імпульсу. Наприклад, для ШД5Д1 ця величина дорівнює 2000 Гц. Поодинокі кути повороту роторів різних крокових двигунів значно відрізняються (0,036 ° ... 10 °). Помилка кроку може досягати 30%, але при роботі крокового двигуна вона не накопичується.
Для верстатів із замкнутою системою ЧПУ застосовуються спеціальні двигуни постійного струму.
2.3 Кінематичний розрахунок приводу подач прямолінійного руху з розімкненим системою ЧПУ
Спочатку задати переміщення робочого органу (супорта, каретки і т.п.), відповідне одиничному імпульсу пристрою ЧПУ. Зазвичай для шліфувальних верстатів приймають крок Рш=0,001 мм; для токарних і фрезерних верстатів Рт=Рф=0,01 мм.
Попередньо визначити діаметр гвинта:
де L - довжина різьби гвинта.
Стандартні значення діаметра і кроку гвинта прийняти за таблицею 2.1
Таблиця 2.1. Параметри передачі гвинт-гайка кочення
Нормальний діаметр d0, ммШаг різьблення p, ммОсевая жорсткість, Н/мкм, не менееМомент холостого ходу, НмСтатістіческая вантажопідйомність С0, НДінаміческая вантажопідйомність С, Н2053000,08…0,161550062002554200,1…0,262000089003255900,2…0,526700110003265500,21…0,4529900120004057500,33…0,8235300123004067000,3…0,76378001340040106200,25…0,6361100304005059600,52…1,344900135005069100,5…1,2529201580050108500,46…1,14802003410050127500,65…0,988190034500631010900,78…1,9510700038300801014301,28…3,2114100042800802012401,04…2,61212000843001001018502,08…5,2179000470001002017802,1…5,2427600093100
Визначити кут повороту гвинта для переміщення робочого органу на величину Рш:
електродвигун подача черв'ячний передача
де Рш=0,001 мм, Рв - крок гвинта.
2.4 Визначення необхідного крутного моменту на валу крокового електродвигуна...
