Электрооборудование фрезерного станка с чпу

Электрооборудование фрезерного станка с чпу

Привод главного движения фрезерного станка: асинхронный короткозамкнутый двигатель; асинхронный двигатель с переключением полюсов. Торможение: противовключением с помощью электромагнита. Общий диапазон регулирования (20-30).

Привод подачи: механический от цепи главного движения, асинхронный короткозамкнутый двигатель, двигатель с переключением полюсов (движение стола продольно-фрезерных станков), система Г-Д (движение стола и подача головок продольно-фрезерных станков), система Г-Д с ЭМУ (движение стола продольно-фрезерных станков); тристорный привод, регулируемый гидропривод. Общий диапазон регулирования 1: (5-60).

Вспомогательные приводы используют для: быстрого перемещения фрезерных головок, перемещения поперечины (у продольно-фрезерных станков); зажима поперечин; насоса охлаждения; насоса смазки, насоса гидросистемы.

У горизонтально-фрезерных станков фланцевые электродвигатели обычно устанавливают на задней стенке станины, а у вертикально-фрезерных — чаще всего вертикально на верху станины. Применение отдельного электродвигателя для привода подачи значительно упрощает конструкции фрезерных станков. Это допустимо, когда на станке не производят зуборезных работ. На фрезерных станках распространены цикловые системы программного управления. Их применяют для прямоугольного формообразования. Широко применяют числовые системы программного управления для обработки криволинейных контуров.

У продольно-фрезерных станков для привода каждого из шпинделей обычно применяют отдельные асинхронные короткозамкнутые двигатели и многоступенчатую коробку скоростей. Диапазоны регулирования скорости приводов шпинделей доходят до 20: 1. Цепи управления двигателями шпинделей, не участвующих в обработке детали, отключают переключателями управления. Останов работающего привода шпинделя производится только после полного прекращения подачи. Для этого в схеме устанавливают реле времени. Пуск двигателя подачи возможен только после включения двигателя шпинделя.

Привод стола тяжелых продольно-фрезерных станков должен обеспечить подачи от 50 до 1000 мм/мин. Кроме того, необходимо быстрое перемещение стола со скоростью 2-4 м/мин. и медленное перемещение при настройке станка со скоростью 5-6 мм/мин. Общий диапазон регулирования скорости привода стола доходит до 1: 600.

На тяжелых продольно-фрезерных станках распространен электропривод по системе Г-Д с ЭМУ. Электроприводы вертикальных и горизонтальных (боковых) бабок сходны с приводом стола, но имеют значительно меньшую мощность. Если не требуется одновременного перемещения бабок, то применяют общий преобразовательный агрегат для приводов всех бабок. Такое управление является более простым и связано с меньшими затратами средств. Осевое перемещение шпинделей производят тем же приводом подачи. Для этого соответственно переключают кинематическую цепь. У тяжелых продольно-фрезерных станков с подвижным порталом для его перемещения также применяют отдельный электродвигатель.

Для повышения плавности работы некоторых фрезерных станков применяют маховики. Их обычно насаживают на приводной вал фрезы. У зубофрезерных станков необходимое соответствие главного движения и движения подачи обеспечивается путем механической связи цепи подачи с цепью главного движения.

Таблица 1. Основные технические характеристики фрезерного станка

Размеры рабочей поверхности стола, мм

Наибольшее продольное перемещение стола, мм

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования Молодечненский государственный политехнический колледж

«УТВЕРЖДАЮ» Зам. директора по учебной работе

Электрооборудование станков с программным

Контрольная работа №1

Задание для учащихся заочного отделения по специальности: 2-36 03 31

«Монтаж и эксплуатация электрооборудования»

Разработал преподаватель Молодечненского государственного политехнического колледжа

Рассмотрено и одобрено на заседании цикловой комиссии преподавателей спецдисциплин специальности 2-36 03 31 «Монтаж и эксплуатация электрооборудования»

Протокол №________ от________ __ 2012г.

Председатель цикловой комиссии .

Обучение учащихся дисциплине «Электрооборудование станков с программным управлением» осуществляется в соответствии с Программой, утвержденной Министерством образования Республики Беларусь в году. Программа предусматривает изучение конструкции устройств числового программного управления (УЧПУ), применяемых для управления металлообрабатывающими станками, их структуры и функционального взаимодействия элементов и узлов; структурных и принципиальных электрических схем модулей и устройств систем ЧПУ; порядка составления управляющей программы для станков с ЧПУ.

В результате изучения дисциплины учащийся должен знать:

системы программного управления;

устройства числового программного управления;

структуру управляющих программ и порядок их составления;

электрооборудование станков с числовым программным управлением.

Учащийся должен уметь:

определять тип системы управления;

составлять и вводить кадры управляющей программы в память УЧПУ;

эксплуатировать электрооборудование станков с ЧПУ.

Читайте также:  Фигурная резка пенопласта как бизнес

Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных по дисциплинам:

«Основы промышленной электроники», «Основы автоматики и микропроцессорной техники», «Электрические машины», «Основы электропривода», «Системы автоматизированного управления электроприводами».

Раздел 1 Конструктивные особенности и расчет механизмов станков с ЧПУ.

Тема 1.1 Особенности и конструкции станков с ЧПУ.

Тема 1.2 Механизмы станков с ЧПУ.

Тема 1.3 Типовые конструкции передач.

Тема 1.4 Привод главного движения.

Тема 1.5 Привод подачи.

Раздел 2 Автоматическое управление станками и обрабатывающими комплексами

Тема 2.1 Промышленные электроприводы станков с ЧПУ.

Тема 2.2 Узлы, приводы и элементы управления станками с ЧПУ.

Раздел 3 Устройство числового программного управления.

Тема 3.1 Классификация систем ЧПУ.

Тема 3.2 Позиционные системы ЧПУ.

Тема 3.3 Контурные системы ЧПУ.

Тема 3.4 Адаптивные системы ЧПУ.

Раздел 4 Устройство электроавтоматики станков с ЧПУ на базе программируемого контроллера.

Тема 4.1 Архитектура программируемого контроллера.

Тема 4.2 Модули ввода и вывода дискретных сигналов.

Тема 4.3 Модули ввода аналоговых сигналов.

Тема 4.4 Устройство автоматики станков с ЧПУ.

Раздел 5 Электрооборудование станков с ЧПУ.

Тема 5.1 Электрооборудование станков токарной группы.

Тема 5.2 Электрооборудование станков фрезерной группы.

Тема 5.3 Электрооборудование сверлильных и расточных станков с ЧПУ.

Тема 5.4 Электрооборудование шлифовальных станков с ЧПУ.

Тема 5.5 Электрооборудование агрегатных станков.

Тема 5.6 Электрооборудование многооперационных станков.

Раздел 6 Электрооборудование робототехнических комплексов.

Тема 6.1 Электрооборудование гибких производственных модулей

Тема 6.2 Электрооборудование транспортных, загрузочно-разгрузочных устройств и промышленных роботов

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Для успешного усвоения дисциплины учебный материал следует изучать в последовательности, установленной программой. При изучении предмета рекомендуется вести конспект, в котором записываются основные положения изучаемого материала, отмечаются непонятные моменты и вопросы. Для самоконтроля качества усвоения материала предмета рекомендуется ответить на контрольные вопросы, приведенные в данных методических указаниях.

После изучения теоретического материала выполняется контрольная работа.

Возникшие в ходе самостоятельного изучения теоретического материала и при выполнении контрольной работы вопросы можно прояснить у преподавателя во время проводимых в колледже групповых консультаций.

Во время экзаменационной сессии в техникуме проводятся обзорные занятия в объеме 16 учебных часов и лабораторные работы в объеме 4 часов.

Примерный тематический план обзорных занятий

и перечень лабораторных работ

Наименование темы занятия

Основные понятия о программном управлении станками.

Классификация систем ЧПУ станками.

2.Узлы и элементы станков с ЧПУ. Системы координат в станках с ЧПУ. Датчики положения в станках с ЧПУ.

3.Электроприводы станков с ЧПУ. Требования к электроприводам.

Электроприводы главных и вспомогательных движений.

4.Устройства электроавтоматики в станках с ЧПУ. Состав и выполняемые функции.

5.Структура и особенности устройств ЧПУ класса CNC. Вычислительные и интерфейсные блоки в составе УЧПУ.

Технические характеристики УЧПУ.

6.Подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ. Структура программы. Кодирование информации. Программирование размерных перемещений, скоростей движения, смены инструмента.

7.Электрооборудование токарных, фрезерных, сверлильных и расточных станков с ЧПУ.

8.Электрооборудование многоцелевых станков.

Лабораторная работа №1.

Составление управляющей программы для универсального станка с ЧПУ.

Лабораторная работа №2.

Исследование режимов работы электропривода подач в функции пути.

1. , . Основы автоматики и автоматического регулирования станков с программным управлением. Москва. Машиностроение.1988.

2. , . Системы автоматического управления станками. Москва. «Машиностроение».1978.

3. , . Обработка на станках с числовым программным управлением. Минск. «Вышейшая школа». 1989.

4. . Работа оператора на станках с программным управлением.

Москва. «Высшая школа». 2000.

5. Станки с числовым программным управлением.

Под редакцией . Москва. «Машиностроение». 1979.

6. , . Пособие наладчика станков с ЧПУ. «Машиностроение». Москва. 1991.

7. . Станки с числовым управлением. Москва. «Машиностроение». 1976.

8. . Информационно-измерительные системы приводов металлорежущих станков. Москва. «Станкин».1991.

9. , . Основы робототехники. Москва. «Высшая школа». 1990.

10. . Наладка, эксплуатация и техническое обслуживание станков с ЧПУ и робототехнических комплексов. Лабораторный практикум. Минск. «Тесей». 2000.

11.Электротехнический справочник. Т.3. Кн.2. Москва. «Энергоатомиздат».1988.

12.Комплектные тиристорные электроприводы. Справочник. Москва. «Энергоатомиздат». 1988.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ПРОГРАММНОГО МАТЕРИАЛА

В данной теме следует ознакомиться с историей развития автоматизированного управления в производстве, этапами промышленного внедрения станков с программным управлением. Необходимо обратить внимание на эффективность применения станков с ЧПУ и перспективы их развития, как средств автоматизации трудовых процессов.

Читайте также:  Картины из венецианской штукатурки

[2, стр.5-12]; [5, стр.3-5]; [1, стр.3-5]; [3, стр.3,4].

Тема 1.1. При изучении темы необходимо рассмотреть особенности и конструкции станков с ЧПУ.

[2, стр.31-34]; [3, стр.8-12]; [5, стр.32-36];[4, стр.24-26].

Темы 1.2, 1.3. В темах следует изучить механизмы станков с ЧПУ и типовые конструкции передач.

[2, стр.13-24]; [5, стр.297-301; 308-310];[4, стр.68-73].

Тема 2.1.На станках с ЧПУ перемещение рабочих органов по каждой координате осуществляется с помощью отдельного привода. Число приводов на станке может достигать пяти – семи. Различают приводы главного движения и приводы подач.

Датчики обратной связи по положению предназначены для контроля координат подвижных рабочих органов станка с ЧПУ. Датчики преобразуют линейное или угловое перемещение в электрический сигнал. В станках с ЧПУ широко применяются вращающиеся трансформаторы, сельсины, фотоэлектрические преобразователи и индуктосины.

При изучении темы необходимо познакомиться с конструктивным размещением приводов и датчиков положения на станке, с предъявляемыми к датчикам требованиям и их техническими характеристиками.

[2, стр.34-36; 50-60; 70-76]; [4, стр.27-30; 61-83]; [8, стр. 110-147].

Тема 2.2. К электрооборудованию и электроавтоматике станка с ЧПУ относят аппаратуру автоматического управления (путевые выключатели, магнитные

пускатели, электромагнитные муфты и др.); аппаратуру защиты (автоматичес-кие выключатели, предохранители и др.); аппаратуру питания и сигнализации.

В ходе изучения темы следует изучить применяемую в станках с ЧПУ аппаратуру и выполняемые ею функции. Необходимо ознакомиться с особенностями путевых и командных систем управления.

[5, стр.254-258]; [6, стр.59-78].

Тема 2.3. В станках с ЧПУ применяются электроприводы с двигателями постоянного тока и асинхронными электродвигателями. К приводам предъявляются требования в зависимости от выполняемых ими функций. Приводы главного движения работают в длительном режиме с частыми пусками и остановками. Они обеспечивают мощность, потребляемую при резании. Приводы подачи работают в расширенном диапазоне регулирования скоростей при высокой жесткости механических характеристик.

В станках с ЧПУ используется большая номенклатура комплектных электроприводов: ЭТ6, ЭТУ 3601, ЭПУ 2-1, ЭПБ-1 и др.

В зависимости от количества степеней свободы перемещений стола, станки фрезерной группы обычно подразделяются на: консольно-фрезерные (имеют три движения — продольное, по­перечное и вертикальное), бесконсольно-фрезерные (имеется всего два движения — продольное и поперечное), продольно-фрезерные (всего одно движение — продольное) и карусельно-фрезерные (тоже движение одно — круговая рабочая подача) станки. Все устройства фрезерной группы имеют одинаковый главный привод, который обеспечивает вращательное движение шпинделя, и раз­личные приводы подачи.

Главный привод фрезерных станков оснащается асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с автоматическими короб­ками скоростей. Для получения высокой частоты вращения шпинделя в фрезерных станках применяют регулируемый привод постоянного тока. При этом необходимая частота вращения задается многопози­ционными переключателями тиристорного преобразователя.

Приводы подач выполняются в простых устройствах непосредственно от двигателя главного привода, в станках с ЧПУ в качестве приводов применяют регулируемые приводы постоянного тока и приводы с шаговыми двигателями. Рабочие скорости подач и установочные перемещения столов, салазок и консолей фрезерных станков зада­ются либо механически посредством переключения блоков зубчатых колес, либо электрически изменением тока, питающего электродвига­тель. Быстрое перемещение передается от электродвигателя, минуя коробку подач.

На фрезерных станках устанавливают также вспомогательные приводы с асинхронными двигателями для приведения в действие конвейера уборки стружки, гидростанции, насосов охлаждения и смазки, вентиляторов. Все асинхронные двигатели защищены от пе­регрузок тепловыми реле, а их силовые цепи — от коротких замыка­ний автоматическими выключателями и плавкими предохраните­лями. Во фрезерных станках блокировочные устройства должны создавать защиту главного привода и приводов подач. Главный при­вод не должен включаться при отсутствии смазки, при не зажатом ин­струменте, при неоконченном переключении диапазонов скоростей; приводы подач должны отключаться при повороте стола, зажатых тормозах и незакрепленном режущем инструменте. Число управляе­мых координат во фрезерных станках с ЧПУ, как правило, три, а в станках, имеющих фрезерные поворотные головки и поворотные столы, их может быть четыре или даже пять.

Читайте также:  Самый громкий телефон 2018

Устройство числового программного управления выдает команды скоростей шпинделя, номера инструмента и целый ряд вспомогатель­ных технологических команд. Нужный номер инструмента может на­бираться с помощью электрических переключателей на пульте станка. Для поиска номера инструмента используется схема совпадений, собранная из контактов реле, срабатывающих от датчиков считы­вающего устройства. По окончании поиска нужного инструмента включаются электромагниты, с помощью которых происходит захват ручки инструмента в шпинделе, вытягивание ненужного и фиксация выбранного инструмента.

На пульте оператора имеется лампа мигающей сигнализации, сви­детельствующая о невозможности работы станка (нет давления гид­равлики, температура масла выше нормы, не работает система смаз­ки, нажаты конечные выключатели ограничения перемещения в лю­бом направлении, перегреты электродвигатели приводов подач, нет разрешения устройства ЧПУ на работу приводов).

Для получения сложной пространственной формы деталей широ­ко применяют автоматизированные» фрезерные агрегаты для объемной обработки. Они созданы на базе копировально-фрезерных станков и оснащены системами программного управления, позволившими значительно повысить точность обработки изделий и производитель­ность, а также расширить технологические возможности этих станков.

Основу комплекса электрооборудования таких станков состав­ляют следящие системы, с помощью которых инструмент может од­новременно перемещаться по двум или трем координатам в зависимо­сти от выбранного режима работы. В состав электрооборудования входят главный привод (вращение фрезы), электроприводы подач и вспомогательных узлов и механизмов, дополнительные устройства автоматизации управления механизмами, системы сигнализации и защиты, а также местное освещение станка.

В автоматизированных фрезерных станках в качестве привода главного движения вращения фрезы могут применяться электропри­воды как переменного, так и постоянного тока. В связи с тем что при обработке изделий на этих станках режим работы главного привода изменяется относительна редко, чаще применяют простые и дешевые приводы переменного тока с асинхронными двигателями. Частота вращения фрезы выбирается при этом коробкой скоростей и переключением с помощью контакторов числа пар полюсов двига­теля.

Характерной особенностью автоматизированных копировально- фрезерных станков является возможность относительного перемеще­ния фрезы и изделия по заданной программе. Программа задается с помощью установленного на станок копира (модели) требуемого профиля, а в станках с ЧПУ — с помощью программоносителя. По­лученная информация о траектории движения поступает в блок уп­равления слежением, формирующий сигналы управления приводами подач по координатам перемещения. В результате управления дви­гателями приводов подач фреза перемещается относительно изде­лия в соответствии с заданной программой. Копировально-фрезерный станок защищен от поломок закрепляемыми на нем микропереклю­чателями, отключающими все подачи станка при нажатии на аварий­ный стержень.

Величина периодической подачи в копировально-фрезерных стан­ках задается специальными датчиками, соединенными с валом редук­тора. Такие датчики при повороте его вращающейся части на один оборот выдают определенное число импульсов синусоидальной фор­мы, причем цена каждого импульса постоянна. Величина перемеще­ний устанавливается переключателем на пульте станка и учитывается его электросхемой как заданное число импульсов. Электронный счетчик суммирует импульсы, поступающие от датчика периодиче­ской подачи. При совпадении заданного и полученного числа импуль­сов вырабатывается сигнал на остановку подвижного узла.

Копировально-фрезерные станки имеют комплекс вспомогатель­ных приводов. В этих приводах используются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Пуск и останов этих двигателей осу­ществляется с помощью соответствующих контакторов и блокировок.

Электрооборудование копировально-фрезерных станков распола­гается на их механизмах и узлах, в шкафу управления и на фунда­менте. В шкафу управления размещаются электронные узлы следя­щих систем, электромагнитные реле, схемы управления, панели с силовыми контактами, аппаратурой защиты и питания. Все машин­ные агрегаты и насосные станции находятся на фундаменте станка. Станки управляются с выносных или встроенных пультов.

Особенностью обработки изделий на копировально-фрезерных машинах является изменяющаяся ширина фрезерования, вследствие чего фреза работает с переменной нагрузкой. Для защиты фрезы от перегрузок во время работы такие станки оснащаются блоком ограничения нагрузки. Этот блок вырабатывает сигнал, пропорциональный активной мощности, потребляемой двигателем главного привода. Сигнал поступает в схему управления приводами подач, в результате чего при повышенных нагрузках уменьшается скорость движения фрезы.