ь машини нетрадиційної компонування: обробні та вимірювальні машини на основі так на-викликають платформи Стюарта і мехатронних поворотних столів.
1.2 Автоматизовані мехатронні модулі лінійних і обертальних переміщень металообробних верстатів .
На підставі прогнозу та аналізу розвитку верстатобудування можна виділити наступні основні напрямки:
- якісна зміна конструкцій металорізальних верстатів (конструкції верстатів з паралельною кінематикою, гексаподние конструкції).
- істотне підвищення продуктивності верстатів, реалізація технологій швидкісної обробки;
- широка уніфікація верстатів, реалізація принципів агрегатномодульного конструювання.
Для вирішення названих завдань поряд з вдосконаленням технології обробки, появою нових ріжучих матеріалів, інструментів створюються принципово нові мехатронні верстатні вузли приводу і автоматизації на базі інтеграції засобів прецизійної механіки, електроніки, електротехніки.
- виявити області ефективного використання мехатронних модулів лінійного і обертального руху в металообробних верстатах;
- розробити методи проектування і структурного побудови мехатронних модулів для верстатів, у тому числі інтелектуальних модулів руху;
- розробити методи оптимального налаштування і управління Мехатронні модулями, що забезпечують найкращі експлуатаційні показники (металообробного обладнання;
- проаналізувати вплив використання мехатронних модулів у верстатах на продуктивність, якість і точність обробки;
- на базі досліджень створити та впровадити в виробництво конкретні моделі мехатронних модулів лінійного і обертального руху та забезпечити їх ефективне використання в металорізальних верстатах.
При аналізі мехатронних модулів необхідно розглянути загальнотехнічні та економічні аспекти створення мехатронних модулів, а також розглянути мехатронні модулі як елемент електромеханічного перетворення, як елемент динамічної системи верстата.
1.3 Основні види мехатронних модулів
Мехатронні модулі володіють наступними особливостями:
- використання однотипних уніфікованих вузлів у різних варіантах компонування верстатів, які забезпечують агрегатно-модульне побудова;
- зменшення часу ремонту за рахунок повузлової заміни;
- розширення і нарощування функцій верстатів за рахунок додавання мехатронних модулів і вузлів;
- створення розгалужених систем діагностики;
- спрощення сервісного обслуговування за рахунок застосування однорідних конструкцій.
Класифікація мехатронних модулів наведена на малюнку 1. p> Модулі підрозділяються по вигляду верстатного механізму і по виду системи управління. Верстатні механізми в свою чергу поділяються на механізми головного руху, механізми подачі і допоміжних переміщень.
Нижче наводяться основні види конструкцій мехатронних модулів (В-модулі обертового руху, Л - модулі лінійного руху).
Механізми головного руху:
- мотор-шпиндель - шпиндельний верстатний вузол, на валу якого монтується ротор приводного двигуна (В).
- Електрошпинделі - електродвигун, безпосередньо до валу якого кріпиться різальний інструмент (В).
- мотор-редуктор - електродвигун з вбудованим планетарним механізмом, що забезпечує дві і більше щаблів механічної редукції (В).
- механізми подачі і допоміжних переміщень:
- мотор-редуктори з вбудованою планетарної передачею (В). p> - мотор-редуктори з вбудованою хвильової передачею (В). p> Модулі лінійного руху на базі плоских і пазових лінійних двигунів (Л).
В
Рисунок 1 - Класифікація мехатронних модулів.
2 Конструкція інструменту дозволяє робити заміну без підналагодження.
При роботі на верстатах з ручним управлінням механізовані тільки робочі руху інструменту. Установку, настройку і заміну інструменту, а також контроль за його станом здійснює оператор. Підвищення рівня автоматизації процесу обробки шляхом зменшення втручання оператора досягається поряд з іншими заходами застосуванням ряду нових, у тому числі спеціальних конструкцій інструменту, які відповідають вимогам високої ефективності використання обладнання з ЧПУ. Критерієм оцінки необхідності застосування нового інструменту є мінімальність собівартості операції.
Як відомо, собівартість операції висловлює у грошовій формі частину суспільних витрат виробництва, що включає витрати на засоби праці та заробітну плату:
1.1
де Q - повна собівартість операції механічної обробки деталі, коп.; - Тривалість робочого ходу і додаткових рухів, що залежать від режиму різання, хв; - тривалість допоміжної роботи, що включає час допоміжного ходу і не залежить від режиму різання, хв; tnp - тривалість позапланових простоїв, викликаних випадковим виходом інструменту з ладу або з інших причин, залежних від інструменталь...
