¿Cómo se asegura la parada precisa de las partes móviles de las máquinas de corte de metales?

En los esquemas de control automático del funcionamiento de máquinas, instalaciones y máquinas, la cuestión de la precisión de detener las unidades móviles de las máquinas para cortar metales con la ayuda de interruptores de carretera es muy importante. En algunos casos, la precisión de fabricación de una pieza depende de ello.

La precisión del frenado depende de:

1) dispositivos de interruptor de límite;

2) el grado de su desgaste;

3) el estado de sus contactos;

4) la precisión de la producción de la leva que actúa sobre el interruptor de movimiento;

5) precisión de ajuste de la leva;

6) la trayectoria recorrida por la herramienta durante el funcionamiento de los dispositivos de control del relé-contactor;

7) la cantidad de movimiento de la herramienta debido a las fuerzas de inercia de la cadena de suministro;

8) coordinación insuficientemente precisa de las posiciones iniciales de la herramienta de corte, el dispositivo de medición y el controlador de seguimiento;

9) la rigidez del sistema tecnológico máquina-dispositivo-herramienta-parte;

10) el tamaño de la asignación y las propiedades del material procesado.

Los factores especificados en las cláusulas 1 a 5 determinan el error Δ1 debido a la inexactitud en el suministro del pulso de comando; los factores señalados en los párrs. 6 y 7, — tamaño del error Δ2 debido a la inexactitud en la ejecución del comando; el factor especificado en el punto 8 es el error Δ3 de alineación de las posiciones iniciales de las herramientas de corte y medición y el elemento de mando del dispositivo; los factores especificados en las cláusulas 9 y 10 determinan el error Δ4 que se produce en cada máquina debido a las deformaciones elásticas provocadas en el sistema tecnológico por las fuerzas de corte.

Error total Δ = Δ1 + Δ2 + Δ3 + Δ4.

El error total, al igual que sus componentes, no es un valor constante. Cada uno de los errores contiene errores sistemáticos (nominales) y aleatorios. El error sistemático es un valor constante y se puede tener en cuenta durante el proceso de ajuste. En cuanto a los errores aleatorios, son causados ​​por fluctuaciones aleatorias en el voltaje, la frecuencia, las fuerzas de fricción, la temperatura, la influencia de la vibración, el desgaste, etc.

Para garantizar una alta precisión de frenado, se busca reducir y estabilizar al máximo los errores. Una forma de reducir el error Δ1 es aumentar la precisión de los interruptores de movimiento y reducir el recorrido de los propulsores... Por ejemplo, micro interruptores en comparación con otras trayectorias utilizadas en ingeniería mecánica, se distinguen por una mayor precisión de trabajo.

Se puede lograr una precisión aún mayor utilizando cabezales de contacto eléctrico, que se utilizan para controlar las dimensiones de las piezas. La precisión de ajuste de las levas que actúan sobre los interruptores de carrera también se puede aumentar mediante el uso de tornillos micrométricos, miras ópticas, etc.

El error Δ2, como se indica, depende de la trayectoria recorrida por la herramienta de corte después de dar el comando. Cuando el interruptor de disparo es accionado por el tope empujándolo en un punto determinado, el contactor desaparece, lo que lleva un tiempo, durante el cual el bloque de la máquina en movimiento continúa moviéndose en la sección 1 — 2 a la misma velocidad. En este caso, las fluctuaciones en la velocidad provocan un cambio en el valor de la distancia recorrida. Después de desconectar el motor eléctrico del contactor, el sistema desacelera por inercia, en este caso, el sistema pasa por el camino en la sección 2 — 3.

Arroz. 1. Circuito de frenado de precisión

El momento de resistencia MC en los circuitos de potencia es creado principalmente por fuerzas de fricción. Durante el movimiento de impulso, este momento prácticamente no cambia. La energía cinética del sistema durante el movimiento inercial es exactamente igual al trabajo del momento Ms (reducido al eje del motor) a lo largo de la trayectoria angular φ del eje del motor correspondiente al movimiento inercial del sistema: Jω2/ 2 = Makφ, por lo tanto φ = Jω2/ 2 ms

Conociendo las relaciones de transmisión de la cadena cinemática, es fácil determinar la magnitud del desplazamiento lineal del bloque de la máquina que se mueve en traslación.

El momento de resistencia en las cadenas de suministro, como se mencionó anteriormente, depende del peso del dispositivo, el estado de las superficies de fricción, la cantidad, calidad y temperatura del lubricante. Las fluctuaciones en estos factores variables provocan cambios significativos en el valor de Mc y, por lo tanto, en las rutas 2 — 3. Los contactores controlados por interruptores de ruta también tienen dispersión en los tiempos de respuesta. Además, la velocidad de movimiento también puede variar ligeramente.Todo esto conduce a la propagación en las posiciones del punto de ruptura 3.

Para reducir la distancia de viaje inercial, es necesario reducir la velocidad de viaje, el momento del volante del sistema y aumentar el momento de frenado. El más efectivo es la desaceleración del accionamiento antes de detenerse... En este caso, la energía cinética de las masas en movimiento y el tamaño del desplazamiento de inercia se reducen considerablemente.

La reducción de la velocidad de alimentación también reduce la distancia recorrida durante el funcionamiento de los dispositivos. Sin embargo, la reducción del avance durante el procesamiento es generalmente inaceptable ya que da como resultado un cambio en el modo objetivo y el acabado de la superficie. Por lo tanto, la reducción de la velocidad de un accionamiento eléctrico se usa a menudo cuando la instalación mueve... La velocidad del motor eléctrico se reduce de varias maneras. En particular, se utilizan esquemas especiales que proporcionan las llamadas velocidades de rastreo.

La parte principal del momento de inercia de la cadena de transmisión es el momento de inercia del rotor del motor eléctrico, por lo tanto, cuando el motor eléctrico está apagado, es recomendable separar mecánicamente el rotor del resto de la cadena cinemática. . Esto suele hacerlo un embrague electromagnético… En este caso, el frenado es muy rápido porque el husillo tiene un pequeño momento de inercia. La precisión del frenado en este caso está determinada principalmente por el tamaño de los espacios entre los elementos de la cadena cinemática.

Para aumentar el par de frenado, aplique frenado eléctrico de motores eléctricosasí como el frenado mecánico mediante embragues electromagnéticos.Se puede lograr una mayor precisión de frenado mediante el uso de topes duros que detienen mecánicamente el movimiento. La desventaja en este caso son las fuerzas significativas que surgen en partes del sistema en contacto con el limitador rígido. Estos dos tipos de frenado se utilizan junto con convertidores primarios que apagan el variador cuando la presión en el limitador alcanza un valor determinado. El frenado preciso utilizando frenos eléctricos de bajo voltaje se muestra esquemáticamente en la Fig. 2.

Arroz. 2. Circuitos de cierre precisos

El bloque móvil A de la máquina se encuentra en su camino con un tope fijo 4. La cabeza de este tope está aislada de la bancada de la máquina, y cuando el bloque A entra en contacto con ella, el circuito del devanado secundario del transformador Tr cierra En este caso, se activa el relé intermedio P, que apaga el motor. Dado que en este caso la bancada de la máquina está incluida en el circuito eléctrico, el transformador Tr reduce la tensión del circuito a 12 - 36 V. La elección del material que aísla la cabeza del soporte eléctrico es una dificultad importante. Debe ser lo suficientemente fuerte para soportar su tamaño y al mismo tiempo soportar las importantes cargas de choque del tope 4.

También puede usar un tope mecánico duro y un interruptor de viaje que apague el motor cuando queden algunas fracciones de milímetro antes de que el dispositivo entre en contacto con el tope y el viaje hasta el tope se complete por inercia.En este caso, debe tenerse en cuenta que las fuerzas de fricción no son constantes, y si el interruptor de carretera apaga el motor eléctrico demasiado pronto, es posible que la unidad no llegue a la parada, y si es tarde, golpeará la parada.

Para movimientos de posicionamiento particularmente precisos, utilice un bloqueo controlado electromagnéticamente... En este caso, cuando la masa A se mueve, primero se activa el interruptor de movimiento 1PV, que hace que el motor eléctrico funcione a una velocidad reducida. A esta velocidad, la toma 6 se acerca al pestillo 7. Cuando el pestillo 7 cae, el interruptor de marcha 2PV se activa y desconecta el motor eléctrico de la red. Cuando se enciende la bobina del electroimán 8, la cerradura se retira del zócalo.

Cabe señalar que la relativa complejidad de detener con precisión las partes móviles de la máquina mediante electroautomatización en la vía obliga en muchos casos al uso de sistemas hidráulicos... En este caso, las velocidades bajas se alcanzan con relativa facilidad y la bloque móvil puede permanecer presionado contra el tope durante mucho tiempo. Los engranajes como la cruz de Malta y los bloqueos se utilizan a menudo para detener con precisión durante la rotación rápida de las piezas de la máquina.