Como é garantida a parada precisa das partes móveis das máquinas de corte de metal?

Nos esquemas de controle automático da operação de máquinas, instalações e máquinas, a questão da precisão da parada das unidades móveis das máquinas de corte de metais com a ajuda de interruptores rodoviários é muito importante. Em alguns casos, a precisão da fabricação de uma peça depende disso.

A precisão da frenagem depende de:

1) dispositivos de interruptor de limite;

2) o grau de desgaste;

3) o estado de seus contatos;

4) a precisão da produção do came atuando no interruptor de movimento;

5) precisão de ajuste do came;

6) o caminho percorrido pela ferramenta durante a operação dos dispositivos de controle relé-contator;

7) a quantidade de movimento da ferramenta devido às forças inerciais da cadeia de suprimentos;

8) coordenação insuficientemente precisa das posições iniciais da ferramenta de corte, do dispositivo de medição e do controlador de esteira;

9) a rigidez do sistema tecnológico máquina — aparelho — ferramenta — peça;

10) o tamanho da tolerância e as propriedades do material processado.

Os fatores especificados nas cláusulas 1 — 5 determinam o erro Δ1 devido à imprecisão na alimentação do pulso de comando; os fatores indicados nos parágrafos 6 e 7, — tamanho do erro Δ2 devido a imprecisão na execução do comando; o fator especificado no ponto 8 é o erro Δ3 de alinhamento das posições iniciais das ferramentas de corte e medição e do elemento de comando do dispositivo; os fatores especificados nas cláusulas 9 e 10 determinam o erro Δ4 ocorrido em cada máquina devido a deformações elásticas causadas no sistema tecnológico por forças de corte.

Erro total Δ = Δ1 + Δ2 + Δ3 + Δ4.

O erro total, como seus componentes, não é um valor constante. Cada um dos erros contém erros sistemáticos (nominais) e aleatórios. O erro sistemático é um valor constante e pode ser levado em consideração durante o processo de ajuste. Quanto aos erros aleatórios, eles são causados ​​por flutuações aleatórias de tensão, frequência, forças de atrito, temperatura, influência de vibração, desgaste, etc.

Para garantir alta precisão de frenagem, os erros são reduzidos e estabilizados o máximo possível. Uma maneira de reduzir o erro Δ1 é aumentar a precisão dos interruptores de movimento e reduzir o deslocamento dos propulsores… Por exemplo, microinterruptores em comparação com outras trajetórias usadas na engenharia mecânica, eles se distinguem pela maior precisão do trabalho.

Uma precisão ainda maior pode ser alcançada usando cabeçotes de contato elétrico, que são usados ​​para controlar as dimensões das peças. A precisão do ajuste dos cames que atuam nos interruptores de deslocamento também pode ser aumentada com o uso de parafusos micrométricos, mira óptica, etc.

O erro Δ2, conforme indicado, depende do caminho percorrido pela ferramenta de corte após o comando ser dado. Quando o interruptor de disparo é acionado pela parada pressionando-o em um determinado ponto, o contator desaparece, o que leva algum tempo, durante o qual o bloco da máquina em movimento continua a se mover na seção 1 - 2 na mesma velocidade. Neste caso, as flutuações na velocidade provocam uma alteração no valor da distância percorrida. Após desconectar o motor elétrico do contator, o sistema desacelera por inércia. Nesse caso, o sistema passa pelo caminho da seção 2 — 3.

Arroz. 1. Circuito de frenagem de precisão

O momento de resistência MC em circuitos de potência é criado principalmente por forças de atrito. Durante o movimento do momento, esse momento praticamente não muda. A energia cinética do sistema durante o movimento inercial é exatamente igual ao trabalho do momento Ms (reduzido ao eixo do motor) ao longo do caminho angular φ o eixo do motor correspondente ao movimento inercial do sistema: Jω2/ 2 = Makφ, portanto φ = Jω2/ 2 ms

Conhecendo as relações de transmissão da cadeia cinemática, é fácil determinar a magnitude do deslocamento linear do bloco da máquina em movimento de translação.

O momento de resistência nas cadeias de suprimentos, conforme mencionado acima, depende do peso do dispositivo, das condições das superfícies de atrito, da quantidade, qualidade e temperatura do lubrificante. Flutuações nesses fatores variáveis ​​causam mudanças significativas no valor de Mc e, portanto, nos caminhos 2 — 3. Os contatores controlados por interruptores de caminho também têm dispersão nos tempos de resposta. Além disso, a velocidade do movimento também pode variar ligeiramente.Tudo isso leva à propagação nas posições do ponto de interrupção 3.

Para reduzir a distância de deslocamento inercial, é necessário reduzir a velocidade de deslocamento, o momento do volante do sistema e aumentar o momento de frenagem. O mais eficaz é a desaceleração do acionamento antes de parar... Nesse caso, a energia cinética das massas em movimento e o tamanho do deslocamento inercial são drasticamente reduzidos.

A redução da taxa de alimentação também reduz a distância percorrida durante a operação dos dispositivos. No entanto, a redução do avanço durante o processamento geralmente é inaceitável, pois resulta em uma mudança no modo de destino e no acabamento da superfície. Portanto, a redução da velocidade do acionamento elétrico é frequentemente usada durante os movimentos de instalação. A velocidade do motor elétrico é reduzida de várias maneiras. Em particular, são usados ​​​​esquemas especiais que fornecem as chamadas velocidades de rastreamento.

A parte principal do momento de inércia da corrente de alimentação é o momento de inércia do rotor do motor elétrico, portanto, quando o motor elétrico é desligado, é aconselhável separar mecanicamente o rotor do restante da cadeia cinemática . Isso geralmente é feito por uma embreagem eletromagnética... Nesse caso, a frenagem é muito rápida porque o parafuso de avanço tem um pequeno momento de inércia. A precisão da frenagem neste caso é determinada principalmente pelo tamanho das lacunas entre os elementos da cadeia cinemática.

Para aumentar o torque de frenagem, aplique frenagem elétrica de motores elétricosbem como frenagem mecânica usando embreagens eletromagnéticas.Maior precisão de parada pode ser alcançada usando paradas rígidas que param mecanicamente o movimento. A desvantagem neste caso são as forças significativas que surgem nas partes do sistema em contato com o limitador rígido. Esses dois tipos de frenagem são usados ​​em conjunto com conversores primários que desligam o drive quando a pressão no limitador atinge um determinado valor. A frenagem precisa usando freios elétricos de baixa tensão é mostrada esquematicamente na Fig. 2.

Arroz. 2. Circuitos de fechamento precisos

O bloco móvel A da máquina encontra em seu caminho um batente fixo 4. A cabeça desse batente é isolada da base da máquina e, quando o bloco A entra em contato com ele, o circuito do enrolamento secundário do transformador Tr fecha. Neste caso, o relé intermediário P é acionado, desligando o motor. Como neste caso a base da máquina está incluída no circuito elétrico, a tensão do circuito é reduzida pelo transformador Tr para 12 — 36 V. A escolha do material que isola a cabeça do suporte elétrico é uma dificuldade significativa. Deve ser forte o suficiente para suportar seu tamanho e, ao mesmo tempo, suportar as cargas de choque significativas do batente 4.

Você também pode usar um batente mecânico rígido e um interruptor de deslocamento que desliga o motor quando restam algumas frações de milímetro antes que o dispositivo faça contato com o batente, e o deslocamento até o batente é concluído por inércia.Neste caso, deve-se ter em mente que as forças de atrito não são constantes e, se o motor elétrico for desligado muito cedo pela chave de estrada, a unidade pode não atingir a parada e, se atrasar, atingirá a parada.

Para movimentos de posicionamento particularmente precisos, use uma trava controlada eletromagneticamente... Nesse caso, quando a massa A se move, o interruptor de movimento 1PV é ativado primeiro, o que faz com que o motor elétrico funcione em uma velocidade reduzida. A esta velocidade, a tomada 6 aproxima-se do fecho 7. Quando o fecho 7 cai, o comutador de marcha 2PV é ativado e desliga o motor elétrico da rede elétrica. Quando a bobina do eletroímã 8 é ligada, a trava é removida do soquete.

Deve-se notar que a relativa complexidade de parar com precisão as partes móveis da máquina por meio de eletroautomação na pista, em muitos casos, força o uso de sistemas hidráulicos... Nesse caso, baixas velocidades são alcançadas com relativa facilidade e o bloco móvel pode permanecer pressionado contra o batente rígido por um longo tempo. Engrenagens como a cruz de Malta e fechaduras são freqüentemente usadas para uma parada precisa durante a rotação rápida das peças da máquina.