„Барања и мерки за оптимизација за механизмот за пренос на напојување на CNC машини“
Во современото производство, CNC машините станаа клучна опрема за обработка поради нивните предности како што се висока прецизност, висока ефикасност и висок степен на автоматизација. Системот за пренос на напојување на CNC машините обично работи со серво систем за напојување, кој игра клучна улога. Според упатствата што се пренесуваат од CNC системот, тој ги засилува, а потоа го контролира движењето на компонентите што го активираат. Тој не само што треба прецизно да ја контролира брзината на движењето на напојувањето, туку и прецизно да ја контролира положбата на движење и траекторијата на алатот во однос на обработуваниот дел.
Типичен систем за контролирано напојување со затворена јамка на CNC машина е главно составен од неколку делови како што се споредба на позиции, компоненти за засилување, погонски единици, механизми за механичко пренесување на напојување и елементи за повратна информација за детекција. Меѓу нив, механизмот за механичко пренесување на напојување е целиот механички преносен ланец што го претвора ротационото движење на серво моторот во линеарно движење на напојување на работната маса и држачот на алатот, вклучувајќи уреди за редукција, парови на завртки и навртки, компоненти за водење и нивните потпорни делови. Како важна алка во серво системот, механизмот за напојување на CNC машината не само што треба да има висока точност на позиционирање, туку и да има добри карактеристики на динамички одговор. Одговорот на системот на сигналите за следење на инструкциите треба да биде брз, а стабилноста треба да биде добра.
За да се обезбеди точноста на преносот, стабилноста на системот и карактеристиките на динамичкиот одговор на системот за напојување на вертикалните центри за обработка, се поставуваат низа строги барања за механизмот за напојување:
I. Услов за отсуство на јаз
Разликата во менувачот ќе доведе до грешка во обратна мртва зона и ќе влијае на точноста на обработката. За да се елиминира разликата во менувачот колку што е можно повеќе, може да се усвојат методи како што се користење на спојно вратило со елиминација на разликата и парови на менувачи со мерки за елиминација на разликата. На пример, кај парот на водечки завртки и навртки, методот на претходно оптоварување со двојна навртка може да се користи за елиминирање на разликата со прилагодување на релативната положба помеѓу двете навртки. Во исто време, за делови како што се запчаници, може да се користат и методи како што се прилагодување на подлошки или еластични елементи за елиминирање на разликата за да се обезбеди точност на менувачот.
Разликата во менувачот ќе доведе до грешка во обратна мртва зона и ќе влијае на точноста на обработката. За да се елиминира разликата во менувачот колку што е можно повеќе, може да се усвојат методи како што се користење на спојно вратило со елиминација на разликата и парови на менувачи со мерки за елиминација на разликата. На пример, кај парот на водечки завртки и навртки, методот на претходно оптоварување со двојна навртка може да се користи за елиминирање на разликата со прилагодување на релативната положба помеѓу двете навртки. Во исто време, за делови како што се запчаници, може да се користат и методи како што се прилагодување на подлошки или еластични елементи за елиминирање на разликата за да се обезбеди точност на менувачот.
II. Барање за ниско триење
Усвојувањето на метод на пренос со ниско триење може да ги намали загубите на енергија, да ја подобри ефикасноста на преносот, а исто така да помогне во подобрувањето на брзината на одзив и точноста на системот. Вообичаените методи на пренос со ниско триење вклучуваат хидростатски водилки, тркалачки водилки и топчести завртки.
Усвојувањето на метод на пренос со ниско триење може да ги намали загубите на енергија, да ја подобри ефикасноста на преносот, а исто така да помогне во подобрувањето на брзината на одзив и точноста на системот. Вообичаените методи на пренос со ниско триење вклучуваат хидростатски водилки, тркалачки водилки и топчести завртки.
Хидростатските водилки формираат слој од филм од масло под притисок помеѓу површините на водилките за да се постигне бесконтактно лизгање со екстремно мало триење. Тркалачките водилки го користат тркалањето на тркалачките елементи на водилките за да го заменат лизгањето, значително намалувајќи го триењето. Топчестите завртки се важни компоненти кои го претвораат ротационото движење во линеарно движење. Топчестите завртки се тркалаат помеѓу водечкиот завртка и навртката со низок коефициент на триење и висока ефикасност на пренос. Овие компоненти за пренос со ниско триење можат ефикасно да го намалат отпорот на механизмот за напојување за време на движењето и да ги подобрат перформансите на системот.
III. Барање за ниска инерција
За да се подобри резолуцијата на машинската алатка и работната маса да се забрза колку што е можно повеќе за да се постигне целта на следење на инструкциите, моментот на инерција конвертиран во погонското вратило од системот треба да биде што е можно помал. Ова барање може да се постигне со избирање на оптимален преносен однос. Разумниот избор на преносниот однос може да го намали моментот на инерција на системот, а воедно да ги задоволи барањата за брзина на движење и забрзување на работната маса. На пример, при дизајнирање на уред за редукција, според реалните потреби, може да се избере соодветен преносен однос или преносен однос на макарата на ременот за да се совпадне излезната брзина на серво моторот со брзината на движење на работната маса и истовремено да се намали моментот на инерција.
За да се подобри резолуцијата на машинската алатка и работната маса да се забрза колку што е можно повеќе за да се постигне целта на следење на инструкциите, моментот на инерција конвертиран во погонското вратило од системот треба да биде што е можно помал. Ова барање може да се постигне со избирање на оптимален преносен однос. Разумниот избор на преносниот однос може да го намали моментот на инерција на системот, а воедно да ги задоволи барањата за брзина на движење и забрзување на работната маса. На пример, при дизајнирање на уред за редукција, според реалните потреби, може да се избере соодветен преносен однос или преносен однос на макарата на ременот за да се совпадне излезната брзина на серво моторот со брзината на движење на работната маса и истовремено да се намали моментот на инерција.
Покрај тоа, може да се усвои и концепт на лесен дизајн, а за производство на компоненти за пренос може да се изберат материјали со полесна тежина. На пример, употребата на лесни материјали како што е алуминиумска легура за производство на парови на водечки завртки и навртки и компоненти за водење може да ја намали вкупната инерција на системот.
IV. Барање за висока цврстина
Систем за пренос со висока цврстина може да обезбеди отпорност на надворешни пречки за време на процесот на обработка и да одржува стабилна точност на обработката. За да се подобри цврстината на системот за пренос, може да се преземат следниве мерки:
Скратување на преносниот ланец: Намалувањето на преносните врски може да ја намали еластичната деформација на системот и да ја подобри цврстината. На пример, користењето на методот на директно завртување на водечката завртка од моторот ги зачувува средните преносни врски, ги намалува грешките во преносот и еластичната деформација и ја подобрува цврстината на системот.
Подобрете ја цврстината на преносниот систем со претходно оптоварување: За тркалачки водилки и парови топчести завртки, може да се користи метод на претходно оптоварување за да се генерира одредено претходно оптоварување помеѓу тркалачките елементи и водилките или завртките за олово за да се подобри цврстината на системот. Носачот на завртката за олово е дизајниран да биде фиксиран на двата краја и може да има претходно затегната структура. Со примена на одредено претходно напрегање на завртката за олово, аксијалната сила за време на работата може да се неутрализира и цврстината на завртката за олово може да се подобри.
Систем за пренос со висока цврстина може да обезбеди отпорност на надворешни пречки за време на процесот на обработка и да одржува стабилна точност на обработката. За да се подобри цврстината на системот за пренос, може да се преземат следниве мерки:
Скратување на преносниот ланец: Намалувањето на преносните врски може да ја намали еластичната деформација на системот и да ја подобри цврстината. На пример, користењето на методот на директно завртување на водечката завртка од моторот ги зачувува средните преносни врски, ги намалува грешките во преносот и еластичната деформација и ја подобрува цврстината на системот.
Подобрете ја цврстината на преносниот систем со претходно оптоварување: За тркалачки водилки и парови топчести завртки, може да се користи метод на претходно оптоварување за да се генерира одредено претходно оптоварување помеѓу тркалачките елементи и водилките или завртките за олово за да се подобри цврстината на системот. Носачот на завртката за олово е дизајниран да биде фиксиран на двата краја и може да има претходно затегната структура. Со примена на одредено претходно напрегање на завртката за олово, аксијалната сила за време на работата може да се неутрализира и цврстината на завртката за олово може да се подобри.
V. Потреба за висока резонантна фреквенција
Високата резонантна фреквенција значи дека системот може брзо да се врати во стабилна состојба кога е изложен на надворешни пречки и има добра отпорност на вибрации. За да се подобри резонантната фреквенција на системот, може да се започнат следниве аспекти:
Оптимизирајте го структурниот дизајн на компонентите на преносот: Разумно дизајнирајте ја формата и големината на компонентите на преносот, како што се завртките за водечка струја и шините за водечка струја, за да ги подобрите нивните природни фреквенции. На пример, користењето шуплив завртка за водечка струја може да ја намали тежината и да ја подобри природната фреквенција.
Изберете соодветни материјали: Изберете материјали со висок модул на еластичност и мала густина, како што се легура на титаниум итн., кои можат да ја подобрат цврстината и природната фреквенција на компонентите на преносот.
Зголемување на пригушувањето: Соодветното зголемување на пригушувањето во системот може да ја потроши енергијата од вибрациите, да го намали резонантниот врв и да ја подобри стабилноста на системот. Пригушувањето на системот може да се зголеми со употреба на материјали за пригушување и инсталирање пригушувачи.
Високата резонантна фреквенција значи дека системот може брзо да се врати во стабилна состојба кога е изложен на надворешни пречки и има добра отпорност на вибрации. За да се подобри резонантната фреквенција на системот, може да се започнат следниве аспекти:
Оптимизирајте го структурниот дизајн на компонентите на преносот: Разумно дизајнирајте ја формата и големината на компонентите на преносот, како што се завртките за водечка струја и шините за водечка струја, за да ги подобрите нивните природни фреквенции. На пример, користењето шуплив завртка за водечка струја може да ја намали тежината и да ја подобри природната фреквенција.
Изберете соодветни материјали: Изберете материјали со висок модул на еластичност и мала густина, како што се легура на титаниум итн., кои можат да ја подобрат цврстината и природната фреквенција на компонентите на преносот.
Зголемување на пригушувањето: Соодветното зголемување на пригушувањето во системот може да ја потроши енергијата од вибрациите, да го намали резонантниот врв и да ја подобри стабилноста на системот. Пригушувањето на системот може да се зголеми со употреба на материјали за пригушување и инсталирање пригушувачи.
VI. Барање за соодветен коефициент на амортизација
Соодветен коефициент на амортизација може брзо да го стабилизира системот по нарушување без прекумерно намалување на вибрациите. За да се добие соодветен коефициент на амортизација, контролата на коефициентот на амортизација може да се постигне со прилагодување на параметрите на системот, како што се параметрите на амортизерот и коефициентот на триење на компонентите на менувачот.
Соодветен коефициент на амортизација може брзо да го стабилизира системот по нарушување без прекумерно намалување на вибрациите. За да се добие соодветен коефициент на амортизација, контролата на коефициентот на амортизација може да се постигне со прилагодување на параметрите на системот, како што се параметрите на амортизерот и коефициентот на триење на компонентите на менувачот.
Накратко, за да се исполнат строгите барања на CNC машините за механизми за пренос на напојување, потребно е да се преземат низа мерки за оптимизација. Овие мерки не само што можат да ја подобрат точноста и ефикасноста на обработката на машинските алатки, туку и да ја зголемат стабилноста и сигурноста на машинските алатки, обезбедувајќи силна поддршка за развојот на модерното производство.
Во практичните апликации, исто така е потребно сеопфатно да се земат предвид различните фактори според специфичните потреби за обработка и карактеристиките на машинските алатки и да се избере најсоодветниот механизам за пренос на напојување и мерките за оптимизација. Во исто време, со континуираниот напредок на науката и технологијата, постојано се појавуваат нови материјали, технологии и концепти за дизајн, што исто така обезбедува широк простор за понатамошно подобрување на перформансите на механизмите за пренос на напојување на CNC машините. Во иднина, механизмот за пренос на напојување на CNC машините ќе продолжи да се развива во насока на поголема прецизност, поголема брзина и поголема сигурност.