Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Особенности электроприводов станков с ЧПУ



Станки с ЧПУ характеризуются применением раздельных регу­лируемых приводов практически для всех основных механизмов - главного движения, подач поворотных и наклонных столов, инструментальных магазинов и т. п. Механическая часть всех приводов предельно упрощена, в результате чего уменьшились габаритные размеры механических передач, повысились коэффициенты полезного действия, снизились шум и вибрация, а также увеличились максимальные скорости всех механизмов.

Приводы главного движения станков с ЧПУ имеют расширенный диапазон регулирования, что дает возможность проводить обработку с оптимальными режимами независимо от диаметра заготовки и материала режущего инструмента.

В настоящее время в станках с ЧПУ применяют различные электроприводы в зависимости от необходимой мощности: при мощности свыше 10 - 20 кВт - широкорегулируемый электропривод с двигателем постоянного тока, тиристорным управляемым выпрямителем с двух- или трехступенчатой коробкой скоростей, при меньшей мощности - электропривод с асинхронным двигателем, транзисторным широтно-импульсным преобразователем и двухступенчатой коробкой скоростей или широкорегулируемый электропривод с мотор-шпинделем переменного тока, представляющий собой электромеханическое устройство, объединяющее электродвигатель и шпиндель станка.

Приводы подач станков с ЧПУ должны обеспечивать более широкий диапазон регулирования частоты вращения, чем главный привод.

Наибольшее распространение получили электроприводы подач постоянного тока с высокомоментными двигателями, устанавливаемые непосредственно на ходовой винт, что позволяет частично или полностью исключить коробку передач.

По сравнению с общепромышленными электродвигателями высокомоментные двигатели обеспечивают быстродействие обработки в результате большого отношения вращающего момента к моменту инерции. Однако при наличии коллектора и щеток в двигателе необходимы периодические проверки и тщательное обслуживание электропривода. Этот существенный недостаток высокомоментных дви­гателей обусловил замену приводов постоянного тока приводами переменного тока в основном с синхронными (вентильными) электродвигателями с возбуждением от постоянных магнитов. Такие электроприводы имеют компактную конструкцию, создают высокие ускорения, определяемые небольшим моментом инерции якоря и независимостью максимального момента от скорости, а также имеют высокую надежность.

 

Рис 3.1 - Структурная схема электропривода постоянного тока

 

В состав электропривода постоянного тока входят: электродвигатель постоянного тока М, датчик скорости ДС (обычно встраивается в электродвигатель), силовой трехфазный трансформатор Тр для согласования напряжения сети с напряжением питания электродвигателя, задатчик скорости ЗС, полупроводниковый преобразователь, датчик тока ДТ с шунтом Rш.

Полупроводниковый преобразователь включает в себя тиристорный управляемый выпрямитель ТУВ для преобразования переменного напряжения в регулируемое постоянное, блок управления тиристорами БУТ, выдающий сигнал управления, зависящий от сигналов регуляторов тока РТ и скорости РС, автоматический выключатель АВ, отключающий привод от сети в аварийном режиме.

В соответствии с этой схемой двигатель М получает питание от тиристорного выпрямителя. На одном валу с двигателем установлен тахогенератор, сигнал которого пропорционален угловой частоте вращения двигателя. Регулятор скорости РС сравнивает этот сигнал с сигналом от задатчика скорости ЗС и выдает в случае несовпадения этих скоростей сигнал на блок управления тиристорами БУТ. Кроме регулирования скорости в системе с помощью датчика ДТ и регулятора тока контролируется и регулируется ток, потребляемый двигателем. Сигнал с регулятора тока РТ также воздействует на блок управления тиристорами БУТ управляемого выпрямителя ТУВ. Задающим сигналом для регулятора тока при этом является сигнал от регулятора скорости РС.

При питании нескольких приводов от одного силового трансфор­матора с целью исключения их взаимного влияния, а также для сглаживания пульсаций тока якоря двигателя в состав электропривода часто включаются дроссели Р (которые часто называются реакторами) .

В общем случае состав электропривода постоянного тока меняется в зависимости от конкретного типа привода, его назначения и, главным образом, станка, где он устанавливается.

Для расширения диапазона регулирования в механизмах подач станков, возможно, применять электроприводы с датчиками положения (вращающимися трансформаторами, резольверами, индуктосинами и др.), которые обычно встраиваются в двигатель постоянного тока. При этом усложняется схема привода, так как в цепь регулирования вводится устройство для обработки сигналов этих датчиков.

Следящий привод постоянного тока представляет собой автомати­ческую систему, с помощью которой исполнительный орган с определенной точностью отрабатывает движение рабочего механизма станка в соответствий с заранее заданной программой. Такие приводы создаются на базе типовых регулируемых электроприводов систем ЧПУ, датчиков положения и коротких механических передач.

Отечественная промышленность выпускает электроприводы посто­янного тока разнообразных серий, устанавливаемые на станках с ЧПУ. К их числу относятся приводы серии ЭТУ2-2…П, ЭТУ2-2…Е, ЭТУ2-2…М,
ЭТУ2-2…Д для плавного регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока. Приводы отличаются током блоков управления, выпрямленным напряжением блока управления, а также функциональными характеристиками. Это приводы производства Александрии.

Кроме указанных серий для отечественных станков применяют зарубежные электроприводы, такие, как серии ЭПУ1-2 (Россия), Simoreg (Германия) и другие, в том числе приводы фирм Японии.

В электроприводе переменного тока, все более широко используемом в станках с ЧПУ для плавного регулирования частоты вращения асинхронных двигателей, также применяют полупроводниковые тиристорные преобразователи. Упрощенная схема такого электропривода показана на рис. 3.2. Она состоит из тиристорного управляемого выпрямителя УВ, автономного инвертора тока АИТ, преобразующего постоянный ток выпрямителя в переменный ток регулируемой частоты, который питает асинхронный двигатель М со встроенным датчиком скорости ДС. Задатчик скорости ЗС опреде­ляет частоту инвертора тока. С помощью регулятора тока РТ регули­руется выпрямленный ток путем воздействия через блок управления выпрямителем БУВ.

Сигналы от регулятора скорости РС поступают также на блок управления инвертором БУИ, изменяющим частоту его выходного напряжения, а соответственно и частоту вращения асинхронного двигателя. Основными элементами инвертора тока являются бесконтактные ключи, в качестве которых используются тиристоры; они предназначены для переключения электрических цепей. Частота переменного тока на выходе инвертора зависит от частоты включе­ния и отключения тиристоров, что, в свою очередь, определяется сигналом блока управления БУИ. Периодическое запирание тиристо­ров осуществляется коммутирующими конденсаторами С.

 

 

Рис 3.2 - Структурная схема электропривода переменного тока

 

Для питания асинхронных двигателей трехфазным током регулируемой амплитуды и частоты в последнее время наиболее часто применяют частотные преобразователи фирм SIEMENS, SCHNEIDER и др., которые все более широко используются в станках, как для механизмов главного движения, так и для механизмов подач.

К вспомогательным приводам предъявляются минимальные тре­бования, связанные с исполнением простейших операций цикла обработки. В качестве этих приводов используют в основном нерегулируемые приводы переменного тока с асинхронными двигателями.

В настоящее время в отечественном и зарубежном станкостроении очень широко применяют метод компоновки машин и механизмов из стандартных, типовых, взаимозаменяемых узлов и блоков, что относится и к конструкции электроприводов металлорежущих станков. В связи с этим регулируемые электроприводы постоянного и переменного тока унифицируются по конструкции, схемам преобразователей и по применению стандартных электронных блоков. Комплектным электроприводом при одной и той же механической конструкции станка можно задавать различные режимы его работы и степени его автоматизации. Вместе с тем при такой унификации электроприводов повышается качество станка, уменьшается его стоимость.


 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.