Устройство и работа составных частей электрооборудования станка

Электропривод шпинделя

Данный электропривод выполнен на базе комплексного тиристорного электропривода с двигателем постоянного тока. Преобразователь обеспечивает изменение частоты вращения в зависимости от подаваемого напряжения, а также ограничение тока в переходных режимах пуска, торможения и приема нагрузки в начале процесса резания. Частота вращения задается программой обработки детали, а устройство ЧПУ формирует команды на выбор заданной скорости. Частота вращения шпинделя зависит от положения блоков зубчатых колес и конечных выключателей, которые даны в табл. 2.3.

 

Табл. 2.3. Значения частот вращения шпинделя станка ОЦ1И

 

Диапа-зон	Частота вращения шпинделя, с- 1 (об/мин)	Положение блока колес	Включение электро- магнитов	Включение конечных выключателей
первого	второго
I	0,33 (20)…5,25 (315)	вверху	внизу	ЭМ5, ЭМ6	ВК1, ВК5
II	5,25 (316)…15 (900)	внизу	внизу	ЭМ6, ЭМ8	ВК3, ВК5
III	15 (901)… 42 (2500)	в среднем	вверху	ЭМ5	ВК1

Управление сменой режущего инструмента

Смена инструмента в шпинделе станка осуществляется группой механизмов, в которую водят:

1) магазин инструментов;

2) оператор;

3) рука;

4) механизм зажима-разжима.

Магазин инструментов – вращающийся, дисковый, с вертикальной осью, пятнадцатипозиционный, с шифратором позиций на микропереключателях, с асинхронным двигателем и шаговым механизмом типа «мальтийский крест». Каждый инструмент в магазине однозначно определяется номером своего гнезда (с №1 по №15) и каждый раз после завершения технологического перехода по обработке детали возвращается на свое место. Двоичные коды этих номеров и состояние конечных выключателей шифратора даны в табл. 2.4.

Оператор – линейный пневмомеханизм, который служит для передачи инструмента от магазина к руке и обратно. К электрооборудованию относятся электромагниты пневмораспределителей и конечные выключатели – датчики позиции.

Рука – это манипулятор, меняющий местами инструменты, находящиеся: один в шпинделе, другой – в промежуточном гнезде. Это двуплечий рычаг с вертикальной осью вращения и парой вилочных захватов. Вращение шаговое, через 1,57 радиан (90^о), осуществляется мальтийским механизмом с приводом от асинхронного двигателя. Рука имеет также двухпозиционное осевое перемещение от пневмоцилиндра.

Пневмозажим обеспечивает надежное удержание инструмента в магазине и в конусе шпинделя. Управление производится электромагнитами, а контроль зажатого и разжатого состояния – конечными выключателями.

 

Табл. 2.4 – Двоичные коды номеров режущих инструментов

 

Номер инструмента	Кодовый признак разряда	Конечный выключатель
стробирующий ВК14	контрольный ВК13	ВК12	ВК11	ВК10	ВК9

 

 

Непосредственно в состав цикла работы руки входят этапы:

1) захват инструмента, поворот на 90^о;

2) разжим инструмента;

3) извлечение руки (опускание руки);

4) поворот руки на 3,14 рад. (180^о);

5) ввод инструмента (подъем руки);

6) качание шпинделя;

7) толчок шпинделя (при необходимости);

8) зажим инструмента;

9) реверс руки.

Технологические команды

 

Команды М

Команды М, относящиеся к технологическим и отображающие так называемые вспомогательные функции, приведены в табл. 2.5. С их помощью удается управлять процессом обработки деталей, менять режимы резания, производить включение и выключение различных устройств станка, выполнять целый ряд других действий.

 

Табл. 2.5 – Команды для выполнения вспомогательных функций

 

Команда	Наименование команды
М0 М1 М2 М3 М4 М5 М6 М8 М9 М17 М30 М31 М88 М92	Безусловный останов Условный останов (технологический останов) Конец программы Включение шпинделя в прямом направлении Включение шпинделя в обратном направлении Останов шпинделя Смена инструмента Включение СОЖ Выключение СОЖ Конец программы Конец ленты Отмена блокировки «Нулей» по осям X, Y, C при М6 Смазка направляющих Коррекция длины инструмента

Команды S

 

Командой S задают частоту вращения шпинделя в об/мин. Дискретность задания равна 1 об/мин. При выполнении данной команды происходит автоматическое переключение диапазона в зависимости от заданной скорости. Имеются три механических диапазона. Можно на ходу менять частоту вращения шпинделя, но только в пределах одного диапазона. При попытке задания скорости из другого диапазона происходит сбой «?221» и останов станка.

 

Примеры:

S1000M Включение шпинделя в прямом направлении с частотой 1000 об/мин;

S2000 Увеличение частоты до 2000 об/мин;

M5 Останов шпинделя;

S500M4 Включение шпинделя в обратном направлении с частотой 500 об/мин;

S100 Сбой «?221»

 

Команды Т

 

Команда Т используется для выбора инструмента. В станке имеется 15 инструментов, каждый из которых однозначно определяется номером своего гнезда в магазине и каждый раз после отработки он возвращается в свое гнездо. В начале управляющей программы отдельным кадром указывается номер инструмента, который стоит в шпинделе. Его гнездо в магазине должно быть свободным. Далее задается номер следующего инструмента. Поиск нужного инструмента происходит параллельно с обработкой на станке (пример вспомогательного перекрываемого времени). По команде Т происходит поиск заданного инструмента, перемещение его в приемное гнездо руки и поиск пустого гнезда для инструмента, который находится в шпинделе.

По команде М6 производится смена инструментов между шпинделем и приемным гнездом руки и перемещение его в магазин. Эти действия производятся в «Нуле» станка. Для отмены блокировки «Нулей» по координатам X, Y, C перед командой М6 задают отдельным кадром команду М31.

Долее приводится фрагмент программы. Перед началом обработки в шпинделе находился инструмент №12, гнездо 12 пустое.

%1

N1 T12

N2 M92
N3 T2S1000M3
N4 G1G91X250.Y100.Z–200.F500 Обработка детали инструментом №12 и одновременно поиск инструмента №2

N8 G0G90X0Y0Z0M5
N9 M6 Смена инструмента

N10 T15S500M4 Обработка детали инструментом №2

N16 G0G90X0Y0Z0M5 Одновременно поиск инструмента №15

N17 M6… Смена инструмента