Система копирования

Основным элементом копировальной системы является копировальный прибор, который жестко связан со шпиндельной бабкой.

Рис. 5.2 - Схема бесконтактной индуктивной копировальной головки

В процессе копирования по поверхности модели (шаблона) движется копировальный палец, форма которого точно соответствует режущему ин­струменту.

Перемещения копировального пальца передаются инструменту через промежуточную систему управления. В связи с этим выделяют два вида ко­пирования:

- с непосредственным механическим управлением,

- со следящим управлением.

Системы электрического копирования, получившие наиболее широкое распространение, разделяются на два типа:

• системы прерывистого релейного управления с контактным копировально-измерительным прибором, который управляет электромагнит­ными муфтами подач

• системы непрерывного управления с бесконтактной копировальной головкой (КГ) и бесступенчатым регулированием скорости подач.

Бесконтактная индуктивная КГ представлена на рис. 5.2, который дает представление об ее устройстве и принципе действия.

Копировальный палец (8), расположенный на шпинделе (9), связан с корпусом головки шаровым шарниром (10).

Шпиндель через шарик (11) упирается во втулку (12), закрепленную на рычаге (13), на конце которого установлен якорь (1).

Якорь (1) находится между сердечниками дифференциального транс­форматора, магнитная система которого состоит из двух «Ш-образных» сердечников (2 и 3).

На средних стержнях уложены первичные (4 и 7) и вторичные (5 и 6) обмотки. Первичные обмотки соединены последовательно-согласно и вклю­чены в сеть (~U_C), а вторичные — последовательно-встречно и включены в систему управления (U_y).

Выходной сигнал (U_y) копировальной головки определяется положени­ем якоря (1) между сердечниками (2 и 3), которое зависит от степени нажа­тия на палец (8).

Якорь в среднем положении (рассогласование δ = 0). Магнитные потоки в сердечниках (2 и 3) будут одинаковые, ЭДС вторичных обмоток равны, но направлены встречно, напряжение на выходе отсутствует (U_y = 0).

Якорь смещен вверх (рассогласование δ > 0). Магнитный поток в сер­дечнике (2) возрастет, а в сердечнике (3) уменьшится. На выходе появится напряжение (U_y > 0).

Якорь смещен вниз (рассогласование δ < 0). Магнитный поток в сердеч­нике (2) уменьшится, а в сердечнике (3) возрастет. На выходе появится на­пряжение (U_y < 0).

Примечание — Амплитуда и фаза U_y зависят от знака и величины рас­согласования.

Принципиальная электрическая схема управления ЭП копировально-фрезерного станка модели 6441Б (рис. 5.3)

Примечания:

1. Это копировально-фрезерный полуавтомат с непрерывным управле­нием для обработки объемных поверхностей и плоских контуров. Копирование выполняется по моделям или шаблонам, изготовлен­ным в масштабе 1:1 из металла, дерева, гипса и другого материала.

2. Привод шпинделя от двухскоростного АД мощностью 2,6 кВт при 1430/2850 об/мин. Частота вращения шпинделя регулируется ступенча­то электромеханическим способом в диапазоне от 75 до 850 об/мин.

3. Привод подач (горизонтальной, вертикальной и поперечной) от от­дельных регулируемых по системе ЭМУ-Д двигателей постоянного тока, мощностью 0,37 кВт при 1000 об/мин. Скорости подач регули­руются плавно в диапазоне от 25 до 315 мм/мин.

4. Питание двигателей подач от двух электромашинных усилителей (ЭМУ1 и ЭМУ2) поперечного поля мощностью по 0,5 кВт при на­пряжении 110 В и генератора постоянного тока (Г).

Основные элементы схемы.

ДГП— двигатель горизонтальной подачи, обеспечивает ведущую по­дачу (S_B).

ДВП — двигатель вертикальной подачи, обеспечивает периодическую подачу (S_П).

ДПП — двигатель поперечной подачи, обеспечивает следящую подачу (S_С).

ДШ — двигатель шпинделя, обеспечивает вращение шпинделя.

Ml и М2 — приводные АД электромашинных усилителей и генератора

постоянного тока (Г).

Рис 5.3 - Принципиальная электрическая схема управления ЭП копировально-фрезерного станка

ОВД и ОВГ — обмотки возбуждения двигателей и генератора. РВ и РН — реле управления реверсированием ЭМУ2 (представлены контактами РВ:1, РВ:2 и РН:1, РН:2). ОУ — обмотки управления ЭМУ. КГ — копировальная головка, для формирования сигнала управления (U_y).

ВУ — входной электронный усилитель, для формирования сигналов следящего управления по рассогласованию:

U₁ = К₁δ — пропорционального значению и знаку рассогласования,

U₂ = К₂dδ/dt — пропорционального скорости изменения рассогласования,

U₃ = K₃∫δdt — пропорционального интегралу по времени рассогласования. БС — блок связи ВУ с УВП.

Примечание — Задающее напряжение (U₃), подаваемое на БС, опреде­ляет заданную наибольшую скорость горизонтальной подачи по условиям технологического процесса.

УСП — усилитель следящей подачи, для формирования сигнала в об­мотки управления ЭМУ 1.

УВП — усилитель ведущей подачи, для формирования сигнала в об­мотку управления ЭМУ2.

Работа системы управления.

Копировальный палец, перемещаясь по шаблону, изменяет положение якоря между сердечниками дифференциального трансформатора копиро­вальной головки (КГ), которая формирует сигнал управления (U_y) в зависи­мости от величины и знака рассогласования (5).

Сигнал управления (U_y) подается на входной усилитель (ВУ), где пре­образуется в напряжения U₁, U₂ и U₃, поступающие на усилитель следящей подачи (УСП) и на блок связи (БС).

В УСП все три напряжения суммируются, а результирующее напряже­ние поступает в обмотки ЭМУ1 (1-ОУ1 и 2-ОУ1), которые включены встречно. ЭДС электромашинного усилителя будет изменяться по величине и знаку в соответствии с выходным напряжением с УСП, что обеспечит с помощью ДПП перемещение шпинделя к заготовке (2) или от нее, повторяя форму поверхности шаблона (1).

От БС результирующее напряжение с учетом задающего (U₃) подается на усилитель ведущей подачи (УВП), выход которого через реверсивный контактный мостик подключен к ОУ2 ЭМУ2, управляющего двигателем горизонтальной подачи (ДГП).

Примечание — В процессе копирования подача (S_B) в пределах гори­зонтальной строчки изменяется только по значению, сохраняя неизменное направление.

Узлы управления следящей и ведущей подачами работают взаимосвяза­но. При изменении скорости следящей подачи скорость ведущей подачи из­меняется таким образом, чтобы результирующая скорость движения вдоль профиля сохранялась неизменной и равной заданной.

Таким образом система предусматривает и сочетает три вида управления:

• линейное — по рассогласованию,

• дифференциальное — по скорости изменения рассогласования,

• интегральное — по времени рассогласования.

Такой вариант позволяет системе быстрее реагировать на всякое изме­нение наклона профиля шаблона, что значительно повышает точность и качество.

В конце прохода горизонтальной строчки упор нажимает на путевой пе­реключатель (не показан), ДГП отключается (размыкаются все контакты РВ и РН реверсивного контура), включается ДВП (контакт КЛ) и осуществляет­ся периодическая подача (S_П). Длительность подачи определяется специаль­ным реле времени (не показано), которое отключает ДВП.

После отработки периодической подачи (S_П) снова включается ОУ2 ДГП, но на противоположное направление.

Примечание — При обработке вертикальными строчками поменять мес­тами ДГП и ДВП.

Дата добавления: 2015-08-21