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 (90о), 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 90о;
2) разжим инструмента;
3) извлечение руки (опускание руки);
4) поворот руки на 3,14 рад. (180о);
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;
S2000Увеличение частоты до 2000 об/мин;
M5Останов 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.F500Обработка детали инструментом №12 и одновременно поиск инструмента №2
N8 G0G90X0Y0Z0M5
N9 M6Смена инструмента
N10 T15S500M4 Обработка детали инструментом №2
N16 G0G90X0Y0Z0M5Одновременно поиск инструмента №15
N17 M6… Смена инструмента