«CNC станоктарының жем беру механизміне қойылатын талаптар мен оңтайландыру шаралары»
Қазіргі заманғы өндірісте CNC станоктары жоғары дәлдік, жоғары тиімділік және автоматтандырудың жоғары дәрежесі сияқты артықшылықтарына байланысты негізгі өңдеу жабдығына айналды. CNC станоктарының беріліс жүйесі әдетте шешуші рөл атқаратын сервоберу жүйесімен жұмыс істейді. CNC жүйесінен берілетін нұсқаулық хабарламаларына сәйкес ол күшейтеді, содан кейін іске қосу компоненттерінің қозғалысын басқарады. Ол беру қозғалысының жылдамдығын дәл бақылауды ғана емес, сонымен қатар дайындамаға қатысты құралдың қозғалатын орнын және траекториясын дәл бақылауды қажет етеді.
CNC станоктарының әдеттегі жабық контурлы басқарылатын беру жүйесі негізінен позицияны салыстыру, күшейту құрамдастары, жетекші блоктар, механикалық беріліс механизмдері және анықтау кері байланыс элементтері сияқты бірнеше бөліктерден тұрады. Олардың ішінде механикалық беріліс механизмі сервоқозғалтқыштың айналмалы қозғалысын жұмыс үстелі мен құрал ұстағыштың сызықты беру қозғалысына түрлендіретін бүкіл механикалық беріліс тізбегі болып табылады, оның ішінде редукциялық құрылғылар, қорғасын бұрандалары мен гайка жұптары, бағыттаушы компоненттер және олардың тірек бөліктері. Сервожүйенің маңызды буыны ретінде CNC станоктарының беру механизмі жоғары орналасу дәлдігіне ғана емес, сонымен қатар жақсы динамикалық жауап сипаттамаларына ие болуы керек. Жүйенің бақылау сигналдарына жауап беруі жылдам және тұрақтылығы жақсы болуы керек.
Тік өңдеу орталықтарының беру жүйесінің беріліс дәлдігін, жүйе тұрақтылығын және динамикалық жауап сипаттамаларын қамтамасыз ету үшін беру механизміне бірқатар қатаң талаптар қойылады:
I. Бос орындарға қойылатын талаптар
Трансмиссия алшақтығы кері өлі аймақ қатесіне әкеледі және өңдеу дәлдігіне әсер етеді. Трансмиссиялық саңылауларды мүмкіндігінше жою үшін саңылауларды жою шаралары бар байланыс білігін және трансмиссиялық жұптарды пайдалану сияқты әдістерді қолдануға болады. Мысалы, жетекші бұранда мен гайка жұбында екі гайка арасындағы салыстырмалы орынды реттеу арқылы алшақтықты жою үшін қос гайканы алдын ала жүктеу әдісін қолдануға болады. Сонымен қатар, беріліс қорабы сияқты бөліктер үшін, беріліс дәлдігін қамтамасыз ету үшін алшақтықты жою үшін ілгектерді немесе серпімді элементтерді реттеу сияқты әдістерді де қолдануға болады.
Трансмиссия алшақтығы кері өлі аймақ қатесіне әкеледі және өңдеу дәлдігіне әсер етеді. Трансмиссиялық саңылауларды мүмкіндігінше жою үшін саңылауларды жою шаралары бар байланыс білігін және трансмиссиялық жұптарды пайдалану сияқты әдістерді қолдануға болады. Мысалы, жетекші бұранда мен гайка жұбында екі гайка арасындағы салыстырмалы орынды реттеу арқылы алшақтықты жою үшін қос гайканы алдын ала жүктеу әдісін қолдануға болады. Сонымен қатар, беріліс қорабы сияқты бөліктер үшін, беріліс дәлдігін қамтамасыз ету үшін алшақтықты жою үшін ілгектерді немесе серпімді элементтерді реттеу сияқты әдістерді де қолдануға болады.
II. Төмен үйкеліске қойылатын талаптар
Төмен үйкелісті беру әдісін қабылдау энергияның жоғалуын азайтады, беру тиімділігін арттырады, сонымен қатар жүйенің жауап беру жылдамдығы мен дәлдігін жақсартуға көмектеседі. Төмен үйкелісті берілістің жалпы әдістеріне гидростатикалық бағыттағыштар, домалау бағыттағыштары және шарикті бұрандалар жатады.
Төмен үйкелісті беру әдісін қабылдау энергияның жоғалуын азайтады, беру тиімділігін арттырады, сонымен қатар жүйенің жауап беру жылдамдығы мен дәлдігін жақсартуға көмектеседі. Төмен үйкелісті берілістің жалпы әдістеріне гидростатикалық бағыттағыштар, домалау бағыттағыштары және шарикті бұрандалар жатады.
Гидростатикалық бағыттағыштар өте аз үйкеліспен жанаспайтын сырғуға қол жеткізу үшін бағыттаушы беттер арасында қысымды май қабықшасының қабатын құрайды. Домалау бағыттағыштары үйкелісті айтарлықтай азайта отырып, сырғуды ауыстыру үшін бағыттаушы рельстердегі домалау элементтерін домалауды пайдаланады. Шарлы бұрандалар айналмалы қозғалысты сызықтық қозғалысқа түрлендіретін маңызды құрамдас бөліктер болып табылады. Шарлар жетекші бұранда мен гайка арасында үйкеліс коэффициенті төмен және беріліс тиімділігі жоғары. Бұл төмен үйкелісті беріліс компоненттері қозғалыс кезінде беру механизмінің кедергісін тиімді төмендетіп, жүйенің жұмысын жақсарта алады.
III. Төмен инерцияға қойылатын талап
Станоктың ажыратымдылығын жақсарту және бақылау нұсқауларының мақсатына жету үшін жұмыс үстелін мүмкіндігінше жеделдету үшін жүйенің жетек білігіне түрлендіретін инерция моменті мүмкіндігінше аз болуы керек. Бұл талапқа оңтайлы беру коэффициентін таңдау арқылы қол жеткізуге болады. Тасымалдау коэффициентін ақылға қонымды таңдау жұмыс үстелінің қозғалыс жылдамдығы мен үдеу талаптарын қанағаттандыра отырып, жүйенің инерция моментін азайтуы мүмкін. Мысалы, редукциялық құрылғыны жобалау кезінде нақты қажеттіліктерге сәйкес сервоқозғалтқыштың шығыс жылдамдығын жұмыс үстелінің қозғалыс жылдамдығына сәйкестендіру және бір уақытта инерция моментін азайту үшін қолайлы беріліс қатынасы немесе белдік шкивінің қатынасы таңдалуы мүмкін.
Станоктың ажыратымдылығын жақсарту және бақылау нұсқауларының мақсатына жету үшін жұмыс үстелін мүмкіндігінше жеделдету үшін жүйенің жетек білігіне түрлендіретін инерция моменті мүмкіндігінше аз болуы керек. Бұл талапқа оңтайлы беру коэффициентін таңдау арқылы қол жеткізуге болады. Тасымалдау коэффициентін ақылға қонымды таңдау жұмыс үстелінің қозғалыс жылдамдығы мен үдеу талаптарын қанағаттандыра отырып, жүйенің инерция моментін азайтуы мүмкін. Мысалы, редукциялық құрылғыны жобалау кезінде нақты қажеттіліктерге сәйкес сервоқозғалтқыштың шығыс жылдамдығын жұмыс үстелінің қозғалыс жылдамдығына сәйкестендіру және бір уақытта инерция моментін азайту үшін қолайлы беріліс қатынасы немесе белдік шкивінің қатынасы таңдалуы мүмкін.
Сонымен қатар, жеңіл дизайн тұжырымдамасы да қабылдануы мүмкін және беріліс бөліктерін жасау үшін салмағы азырақ материалдар таңдалуы мүмкін. Мысалы, қорғасын бұрандасы мен гайка жұптарын және бағыттаушы компоненттерді жасау үшін алюминий қорытпасы сияқты жеңіл материалдарды пайдалану жүйенің жалпы инерциясын төмендетуі мүмкін.
IV. Жоғары қаттылыққа қойылатын талаптар
Қаттылығы жоғары беріліс жүйесі өңдеу процесі кезінде сыртқы кедергілерге төзімділікті қамтамасыз ете алады және тұрақты өңдеу дәлдігін сақтай алады. Трансмиссиялық жүйенің қаттылығын жақсарту үшін келесі шараларды қабылдауға болады:
Трансмиссия тізбегін қысқарту: беріліс буындарын азайту жүйенің серпімді деформациясын азайтып, қаттылықты жақсартады. Мысалы, жетекші бұранданы қозғалтқышпен тікелей айдау әдісін қолдану аралық беріліс буындарын үнемдейді, беріліс қателерін және серпімді деформацияны азайтады, жүйенің қаттылығын жақсартады.
Алдын ала жүктеу арқылы беріліс жүйесінің қаттылығын жақсартыңыз: Домалау бағыттағыштары мен шарикті бұрандалы жұптар үшін жүйенің қаттылығын жақсарту үшін домалау элементтері мен бағыттаушы рельстер немесе жетекші бұрандалар арасында белгілі бір алдын ала жүктемені жасау үшін алдын ала жүктелген әдісті пайдалануға болады. Жетекші бұрандалы тіреуіш екі ұшында бекітілуге арналған және алдын ала созылған құрылымға ие болуы мүмкін. Жетекші бұрандаға белгілі бір алдын ала кернеуді қолдану арқылы жұмыс кезіндегі осьтік күшке қарсы тұруға және жетекші бұранданың қаттылығын жақсартуға болады.
Қаттылығы жоғары беріліс жүйесі өңдеу процесі кезінде сыртқы кедергілерге төзімділікті қамтамасыз ете алады және тұрақты өңдеу дәлдігін сақтай алады. Трансмиссиялық жүйенің қаттылығын жақсарту үшін келесі шараларды қабылдауға болады:
Трансмиссия тізбегін қысқарту: беріліс буындарын азайту жүйенің серпімді деформациясын азайтып, қаттылықты жақсартады. Мысалы, жетекші бұранданы қозғалтқышпен тікелей айдау әдісін қолдану аралық беріліс буындарын үнемдейді, беріліс қателерін және серпімді деформацияны азайтады, жүйенің қаттылығын жақсартады.
Алдын ала жүктеу арқылы беріліс жүйесінің қаттылығын жақсартыңыз: Домалау бағыттағыштары мен шарикті бұрандалы жұптар үшін жүйенің қаттылығын жақсарту үшін домалау элементтері мен бағыттаушы рельстер немесе жетекші бұрандалар арасында белгілі бір алдын ала жүктемені жасау үшін алдын ала жүктелген әдісті пайдалануға болады. Жетекші бұрандалы тіреуіш екі ұшында бекітілуге арналған және алдын ала созылған құрылымға ие болуы мүмкін. Жетекші бұрандаға белгілі бір алдын ала кернеуді қолдану арқылы жұмыс кезіндегі осьтік күшке қарсы тұруға және жетекші бұранданың қаттылығын жақсартуға болады.
V. Жоғары резонанстық жиілікке қойылатын талап
Жоғары резонанстық жиілік жүйенің сыртқы кедергіге ұшыраған кезде тұрақты күйге тез оралуын және жақсы дірілге төзімділігін білдіреді. Жүйенің резонанстық жиілігін жақсарту үшін келесі аспектілерді бастауға болады:
Трансмиссия компоненттерінің құрылымдық дизайнын оңтайландыру: табиғи жиіліктерін жақсарту үшін қорғасын бұрандалары мен бағыттаушы рельстер сияқты беріліс бөліктерінің пішіні мен өлшемін саналы түрде жобалаңыз. Мысалы, қуыс бұранданы пайдалану салмақты азайтуға және табиғи жиілікті жақсартуға болады.
Сәйкес материалдарды таңдаңыз: беріліс құрамдастарының қаттылығы мен табиғи жиілігін жақсартатын титан қорытпасы және т.б. сияқты серпімділік модулі жоғары және тығыздығы төмен материалдарды таңдаңыз.
Демпфингті ұлғайту: жүйедегі демпфингті тиісті түрде арттыру діріл энергиясын тұтынуы, резонанстық шыңды азайтуы және жүйенің тұрақтылығын жақсартуы мүмкін. Жүйенің демпфирлігін демпферлік материалдарды пайдалану және демпферлерді орнату арқылы арттыруға болады.
Жоғары резонанстық жиілік жүйенің сыртқы кедергіге ұшыраған кезде тұрақты күйге тез оралуын және жақсы дірілге төзімділігін білдіреді. Жүйенің резонанстық жиілігін жақсарту үшін келесі аспектілерді бастауға болады:
Трансмиссия компоненттерінің құрылымдық дизайнын оңтайландыру: табиғи жиіліктерін жақсарту үшін қорғасын бұрандалары мен бағыттаушы рельстер сияқты беріліс бөліктерінің пішіні мен өлшемін саналы түрде жобалаңыз. Мысалы, қуыс бұранданы пайдалану салмақты азайтуға және табиғи жиілікті жақсартуға болады.
Сәйкес материалдарды таңдаңыз: беріліс құрамдастарының қаттылығы мен табиғи жиілігін жақсартатын титан қорытпасы және т.б. сияқты серпімділік модулі жоғары және тығыздығы төмен материалдарды таңдаңыз.
Демпфингті ұлғайту: жүйедегі демпфингті тиісті түрде арттыру діріл энергиясын тұтынуы, резонанстық шыңды азайтуы және жүйенің тұрақтылығын жақсартуы мүмкін. Жүйенің демпфирлігін демпферлік материалдарды пайдалану және демпферлерді орнату арқылы арттыруға болады.
VI. Сәйкес демпферлік қатынасқа қойылатын талаптар
Сәйкес демпферлік қатынас дірілді шамадан тыс әлсіретусіз бұзылғаннан кейін жүйені тез тұрақтандыруға мүмкіндік береді. Сәйкес демпферлік қатынасты алу үшін демпферлік коэффициентті басқаруға амортизатордың параметрлері және беріліс бөліктерінің үйкеліс коэффициенті сияқты жүйе параметрлерін реттеу арқылы қол жеткізуге болады.
Сәйкес демпферлік қатынас дірілді шамадан тыс әлсіретусіз бұзылғаннан кейін жүйені тез тұрақтандыруға мүмкіндік береді. Сәйкес демпферлік қатынасты алу үшін демпферлік коэффициентті басқаруға амортизатордың параметрлері және беріліс бөліктерінің үйкеліс коэффициенті сияқты жүйе параметрлерін реттеу арқылы қол жеткізуге болады.
Қорытындылай келе, CNC станоктарының жем беру механизмдеріне қойылатын қатаң талаптарын қанағаттандыру үшін оңтайландыру шараларының сериясын қабылдау қажет. Бұл шаралар станоктардың өңдеу дәлдігі мен тиімділігін арттырып қана қоймай, сонымен қатар станоктардың тұрақтылығы мен сенімділігін арттырып, заманауи өндірістің дамуына күшті қолдау көрсете алады.
Практикалық қолданбаларда өңдеудің нақты қажеттіліктері мен станок сипаттамаларына сәйкес әртүрлі факторларды жан-жақты қарастыру және ең қолайлы жем беру механизмін және оңтайландыру шараларын таңдау қажет. Сонымен қатар, ғылым мен техниканың үздіксіз прогресімен жаңа материалдар, технологиялар және конструкторлық тұжырымдамалар үнемі пайда болады, бұл сонымен қатар CNC станоктарының жем беру механизмдерінің жұмысын одан әрі жақсарту үшін кең кеңістікті қамтамасыз етеді. Болашақта CNC станоктарының беріліс механизмі жоғары дәлдік, жоғары жылдамдық және жоғары сенімділік бағытында дамуын жалғастырады.