„Kröfur og hagræðingarráðstafanir fyrir fóðrunarflutningskerfi CNC-véla“
Í nútíma framleiðslu hafa CNC-vélar orðið lykilvinnslubúnaður vegna kosta þeirra eins og mikillar nákvæmni, mikillar skilvirkni og mikillar sjálfvirkni. Fóðrunarkerfi CNC-véla virkar venjulega með servófóðrunarkerfi, sem gegnir lykilhlutverki. Samkvæmt leiðbeiningum sem sendar eru frá CNC-kerfinu magnar það og stýrir síðan hreyfingu stýrieininganna. Það þarf ekki aðeins að stjórna nákvæmlega hraða fóðrunarhreyfingarinnar heldur einnig að stjórna nákvæmlega hreyfingarstöðu og braut verkfærisins miðað við vinnustykkið.
Dæmigert lokað lykkjustýrt fóðrunarkerfi CNC-véla er aðallega samsett úr nokkrum hlutum eins og staðsetningarsamanburði, mögnunarhlutum, drifeiningum, vélrænum fóðrunarflutningsbúnaði og greiningarviðbragðsþáttum. Meðal þeirra er vélræni fóðrunarflutningsbúnaðurinn öll vélræna flutningskeðjan sem breytir snúningshreyfingu servómótorsins í línulega fóðrunarhreyfingu vinnuborðsins og verkfærahaldarans, þar á meðal minnkunarbúnaði, leiðarskrúfu- og hnetupörum, leiðaríhlutum og stuðningshlutum þeirra. Sem mikilvægur hlekkur í servókerfinu ætti fóðrunarbúnaður CNC-véla ekki aðeins að hafa mikla staðsetningarnákvæmni heldur einnig góð eiginleika til að bregðast við. Viðbrögð kerfisins við mælingarleiðbeiningum ættu að vera hröð og stöðugleikinn ætti að vera góður.
Til að tryggja nákvæmni flutnings, stöðugleika kerfisins og eiginleika kraftmikilla viðbragða í fóðrunarkerfi lóðréttra vinnslustöðva eru gerðar strangar kröfur um fóðrunarkerfið:
I. Krafa um að ekkert bil sé til staðar
Bil í gírkassanum mun leiða til villu í öfugum dauðsvæði og hafa áhrif á nákvæmni vinnslunnar. Til að útrýma bili í gírkassanum eins mikið og mögulegt er er hægt að nota aðferðir eins og að nota tengiás með bilsútrýmingu og gírkassapar með bilsútrýmingaraðgerðum. Til dæmis, í leiðarskrúfu- og hnetuparinu, er hægt að nota tvöfalda hnetuforhleðsluaðferð til að útrýma bilinu með því að stilla hlutfallslega stöðu milli hnetanna tveggja. Á sama tíma, fyrir hluti eins og gírkassa, er einnig hægt að nota aðferðir eins og að stilla millilegg eða teygjanlega þætti til að útrýma bilinu til að tryggja nákvæmni gírkassans.
Bil í gírkassanum mun leiða til villu í öfugum dauðsvæði og hafa áhrif á nákvæmni vinnslunnar. Til að útrýma bili í gírkassanum eins mikið og mögulegt er er hægt að nota aðferðir eins og að nota tengiás með bilsútrýmingu og gírkassapar með bilsútrýmingaraðgerðum. Til dæmis, í leiðarskrúfu- og hnetuparinu, er hægt að nota tvöfalda hnetuforhleðsluaðferð til að útrýma bilinu með því að stilla hlutfallslega stöðu milli hnetanna tveggja. Á sama tíma, fyrir hluti eins og gírkassa, er einnig hægt að nota aðferðir eins og að stilla millilegg eða teygjanlega þætti til að útrýma bilinu til að tryggja nákvæmni gírkassans.
II. Kröfur um lágan núning
Að nota lágnúningsgírskiptingaraðferð getur dregið úr orkutapi, bætt skilvirkni gírskiptingarinnar og einnig hjálpað til við að bæta svörunarhraða og nákvæmni kerfisins. Algengar lágnúningsgírskiptingaraðferðir eru meðal annars vatnsstöðug leiðarar, rúllandi leiðarar og kúluskrúfur.
Að nota lágnúningsgírskiptingaraðferð getur dregið úr orkutapi, bætt skilvirkni gírskiptingarinnar og einnig hjálpað til við að bæta svörunarhraða og nákvæmni kerfisins. Algengar lágnúningsgírskiptingaraðferðir eru meðal annars vatnsstöðug leiðarar, rúllandi leiðarar og kúluskrúfur.
Vatnsstöðug leiðarar mynda lag af þrýstiolíufilmu milli leiðarflatanna til að ná fram snertilausri renningu með afar litlu núningi. Rúllandi leiðarar nota veltingu veltiþátta á leiðarteinum til að koma í stað rennslis, sem dregur verulega úr núningi. Kúluskrúfur eru mikilvægir íhlutir sem breyta snúningshreyfingu í línulega hreyfingu. Kúlurnar rúlla á milli leiðarskrúfunnar og hnetunnar með lágum núningstuðli og mikilli flutningsnýtingu. Þessir lágnúningsflutningsíhlutir geta á áhrifaríkan hátt dregið úr viðnámi fóðrunarkerfisins við hreyfingu og bætt afköst kerfisins.
III. Kröfur um lága tregðu
Til að bæta upplausn vélarinnar og gera vinnuborðið eins hraðvirkt og mögulegt er til að ná tilgangi að rekja leiðbeiningar, ætti tregðumómentið sem kerfið breytir í drifásinn að vera eins lítið og mögulegt er. Þessari kröfu er hægt að ná með því að velja besta gírhlutfallið. Skynsamlegt val á gírhlutfallinu getur dregið úr tregðumómenti kerfisins og jafnframt uppfyllt kröfur um hreyfihraða og hröðun vinnuborðsins. Til dæmis, þegar minnkunarbúnaður er hannaður, í samræmi við raunverulegar þarfir, er hægt að velja viðeigandi gírhlutfall eða reimhjólhlutfall til að passa við úttakshraða servómótorsins við hreyfihraða vinnuborðsins og draga úr tregðumómentinu á sama tíma.
Til að bæta upplausn vélarinnar og gera vinnuborðið eins hraðvirkt og mögulegt er til að ná tilgangi að rekja leiðbeiningar, ætti tregðumómentið sem kerfið breytir í drifásinn að vera eins lítið og mögulegt er. Þessari kröfu er hægt að ná með því að velja besta gírhlutfallið. Skynsamlegt val á gírhlutfallinu getur dregið úr tregðumómenti kerfisins og jafnframt uppfyllt kröfur um hreyfihraða og hröðun vinnuborðsins. Til dæmis, þegar minnkunarbúnaður er hannaður, í samræmi við raunverulegar þarfir, er hægt að velja viðeigandi gírhlutfall eða reimhjólhlutfall til að passa við úttakshraða servómótorsins við hreyfihraða vinnuborðsins og draga úr tregðumómentinu á sama tíma.
Að auki er einnig hægt að nota léttari hönnunarhugmynd og velja léttari efni til að búa til gírkassahluti. Til dæmis er hægt að draga úr heildartregðu kerfisins með því að nota létt efni eins og ál til að búa til leiðarskrúfur og hnetur og leiðarhluti.
IV. Kröfur um mikla stífleika
Stíflegt flutningskerfi getur tryggt viðnám gegn utanaðkomandi truflunum meðan á vinnsluferlinu stendur og viðhaldið stöðugri nákvæmni vinnslunnar. Til að bæta stífleika flutningskerfisins er hægt að grípa til eftirfarandi ráðstafana:
Stytta gírkeðjuna: Að stytta gírtengi getur dregið úr teygjanlegri aflögun kerfisins og aukið stífleika þess. Til dæmis, með því að nota aðferðina að knýja leiðarskrúfuna beint með mótornum, sparast milligírtengi, dregur úr gírvillum og teygjanlegri aflögun og eykur stífleika kerfisins.
Bætið stífleika gírkassans með forspennu: Fyrir rúllandi leiðarar og kúluskrúfur er hægt að nota forspennuaðferð til að mynda ákveðna forspennu milli rúllandi þátta og leiðarteina eða leiðarskrúfa til að bæta stífleika kerfisins. Stuðningur leiðarskrúfunnar er hannaður til að vera festur í báðum endum og getur verið með forspennu. Með því að beita ákveðinni forspennu á leiðarskrúfuna er hægt að vinna gegn áskraftinum við notkun og bæta stífleika leiðarskrúfunnar.
Stíflegt flutningskerfi getur tryggt viðnám gegn utanaðkomandi truflunum meðan á vinnsluferlinu stendur og viðhaldið stöðugri nákvæmni vinnslunnar. Til að bæta stífleika flutningskerfisins er hægt að grípa til eftirfarandi ráðstafana:
Stytta gírkeðjuna: Að stytta gírtengi getur dregið úr teygjanlegri aflögun kerfisins og aukið stífleika þess. Til dæmis, með því að nota aðferðina að knýja leiðarskrúfuna beint með mótornum, sparast milligírtengi, dregur úr gírvillum og teygjanlegri aflögun og eykur stífleika kerfisins.
Bætið stífleika gírkassans með forspennu: Fyrir rúllandi leiðarar og kúluskrúfur er hægt að nota forspennuaðferð til að mynda ákveðna forspennu milli rúllandi þátta og leiðarteina eða leiðarskrúfa til að bæta stífleika kerfisins. Stuðningur leiðarskrúfunnar er hannaður til að vera festur í báðum endum og getur verið með forspennu. Með því að beita ákveðinni forspennu á leiðarskrúfuna er hægt að vinna gegn áskraftinum við notkun og bæta stífleika leiðarskrúfunnar.
V. Kröfur um háa ómsveiflutíðni
Há ómsveiflutíðni þýðir að kerfið getur fljótt náð stöðugleika þegar það verður fyrir utanaðkomandi truflunum og hefur góða titringsþol. Til að bæta ómsveiflutíðni kerfisins er hægt að hefja eftirfarandi þætti:
Hámarka burðarvirki flutningsíhluta: Hannaðu lögun og stærð flutningsíhluta eins og leiðarskrúfa og leiðarteina á skynsamlegan hátt til að bæta eigintíðni þeirra. Til dæmis getur notkun holrar leiðarskrúfu dregið úr þyngd og bætt eigintíðni.
Veldu viðeigandi efni: Veldu efni með mikilli teygjanleika og lága þéttleika, svo sem títanblöndu o.s.frv., sem geta bætt stífleika og eigintíðni gírkassahluta.
Aukin dempun: Viðeigandi aukning á dempun í kerfinu getur neytt titringsorku, dregið úr ómunartoppi og bætt stöðugleika kerfisins. Hægt er að auka dempun kerfisins með því að nota dempunarefni og setja upp dempara.
Há ómsveiflutíðni þýðir að kerfið getur fljótt náð stöðugleika þegar það verður fyrir utanaðkomandi truflunum og hefur góða titringsþol. Til að bæta ómsveiflutíðni kerfisins er hægt að hefja eftirfarandi þætti:
Hámarka burðarvirki flutningsíhluta: Hannaðu lögun og stærð flutningsíhluta eins og leiðarskrúfa og leiðarteina á skynsamlegan hátt til að bæta eigintíðni þeirra. Til dæmis getur notkun holrar leiðarskrúfu dregið úr þyngd og bætt eigintíðni.
Veldu viðeigandi efni: Veldu efni með mikilli teygjanleika og lága þéttleika, svo sem títanblöndu o.s.frv., sem geta bætt stífleika og eigintíðni gírkassahluta.
Aukin dempun: Viðeigandi aukning á dempun í kerfinu getur neytt titringsorku, dregið úr ómunartoppi og bætt stöðugleika kerfisins. Hægt er að auka dempun kerfisins með því að nota dempunarefni og setja upp dempara.
VI. Kröfur um viðeigandi dempunarhlutfall
Viðeigandi dempunarhlutfall getur gert kerfið fljótt stöðugt eftir að það hefur verið raskað án þess að titringur minnki of mikið. Til að fá viðeigandi dempunarhlutfall er hægt að stjórna dempunarhlutfallinu með því að stilla kerfisbreytur eins og breytur demparans og núningstuðul gírkassans.
Viðeigandi dempunarhlutfall getur gert kerfið fljótt stöðugt eftir að það hefur verið raskað án þess að titringur minnki of mikið. Til að fá viðeigandi dempunarhlutfall er hægt að stjórna dempunarhlutfallinu með því að stilla kerfisbreytur eins og breytur demparans og núningstuðul gírkassans.
Í stuttu máli, til að uppfylla strangar kröfur CNC-véla um flutningskerfi fóðrunar, þarf að grípa til fjölda hagræðingarráðstafana. Þessar ráðstafanir geta ekki aðeins bætt nákvæmni og skilvirkni vinnsluvélanna heldur einnig aukið stöðugleika og áreiðanleika vélanna og veitt sterkan stuðning við þróun nútíma framleiðslu.
Í hagnýtum tilgangi er einnig nauðsynlegt að íhuga ítarlega ýmsa þætti í samræmi við sérstakar vinnsluþarfir og eiginleika vélarinnar og velja hentugasta fóðrunarflutningskerfið og hagræðingaraðgerðir. Á sama tíma, með sífelldum framförum vísinda og tækni, eru ný efni, tækni og hönnunarhugtök stöðugt að koma fram, sem einnig veitir vítt rými til að bæta enn frekar afköst fóðrunarflutningskerfis CNC véla. Í framtíðinni mun fóðrunarflutningskerfi CNC véla halda áfram að þróast í átt að meiri nákvæmni, meiri hraða og meiri áreiðanleika.