Следящие приводы копировальных станков

Приводы, способные выполнять точные перемещения под воздействием маломощных управляющих сигналов и одновременно преодолевать значительные нагрузки, нашли широкое применение в различных областях техники. Первые применения следящих приводов в металлорежущих станках были связаны с необходимостью точного воспроизведения формы деталей по заданному образцу или шаблону. Этот способ обработки получил название копирования, а станки, оборудованные следящими приводами, начали обозначаться как копировальные.

В таких станках — токарных, фрезерных, строгальных и других — активно используются системы управления на основе копирных программ, где следящие устройства обеспечивают постоянное согласование положения щупа и режущего инструмента, поддерживая требуемую точность обработки.

Наиболее простой способ функционирования копировальной системы (например, в токарных станках) строится на следующем принципе. На станине устанавливается копир (программа) 1, по поверхности которого скользит щуп 2 датчика 3 (рис. ZSK.25.1), соединённого с поперечными салазками 6. При продольном перемещении суппорта 4 щуп непрерывно повторяет контуры копира, выполняя направляющее движение. Если щуп отклоняется от заданной траектории, датчик 5 преобразует это смещение в управляющий сигнал, который через промежуточное устройство или напрямую подаётся на исполнительный двигатель 7. В результате двигатель корректирует положение поперечных салазок 6, обеспечивая следящее движение суппорта.

Рис. ZSK.25.1. Принцип действия копировальных следящих систем

Типы копировальных систем

Следящий привод состоит из различных элементов, которые могут работать на разных физических принципах и выполняться в различных конструктивных вариантах. На практике в станкостроении общего и спецназначения получили распространение следующие основные типы копировальных систем:

• гидравлическая – включает гидродатчик, промежуточное устройство и гидродвигатель в качестве исполнителя;
• электрогидравлическая – использует электродатчик, формирующий сигнал управления, который передаётся на электрогидравлическое промежуточное звено;
• электромеханическая – состоит из электродатчиков и промежуточных устройств, а исполнительными органами служат электромагнитные муфты или электродвигатели;
• пневмогидравлическая – основана на работе пневматического датчика, сигнал от которого поступает на пневмогидравлическое промежуточное устройство и далее управляет гидравлическим исполнительным двигателем.

Копировальные системы классифицируют по количеству следящих перемещений, которые они способны обеспечивать:

• однокоординатные с независимой скоростью ведущего движения;
• однокоординатные с зависимой скоростью ведущего движения;
• многокоординатные системы, способные одновременно контролировать несколько направлений движения

Копировальный механизм может быть как встроенным элементом конструкции станка, так и выполнен в виде отдельного агрегата, который легко устанавливается и снимается при необходимости.

Если в станок установлена система, то такой станок используется или исключительно для выполнения копировальных операций, или совмещает копировальную обработку с обычными видами работ, характерными для данного типа оборудования. В этом варианте в конструкции предусмотрена возможность быстрого перехода между стандартной обработкой и обработкой копированием. Как правило, переключение осуществляется простым поворотом специального рычага.