Пн. Фев 5th, 2024

В первых образцах дискретного привода максимальная частота не превышала ƒMAX ≤ 1500 Гц, в системах ЧПУ второго поколения она возросла до 8000 Гц, а в 1974—1975 гг. были разработаны шаговый привод и устройства ЧПУ на частоты холостых ходов ƒMAX = 16 000 Гц. Простота структурной схемы шагового привода позволила сократить сроки проектирования систем ЧПУ и станков, обеспечить их наладку и ввод в эксплуатацию.

Привод подач с шаговыми электродвигателями ШД можно разделить на две группы:

  • привод с силовым ШД, соединенным через кинематическую цепь с исполнительным механизмом;
  • привод с управляющим ШД и промежуточным усилителем момента, выполненным в виде автономной следящей системы (обычно гидравлической). В первой группе динамические и статические характеристики привода определяются параметрами ШД, в то время как во второй группе они зависят от параметров следящей системы, быстродействие которой ниже, чем у ШД.

Создание следящего привода подач с высокомоментными электродвигателями, свободного от многих недостатков следящих приводов первых исполнений, значительно сузило область применения шагового привода в станках с ЧПУ. Следящий привод позволяет получить высокую точность при малых дискретах (1—2 мкм) и высоких скоростях холостых ходов (10—12 м/мин). Получение аналогичных режимов в шаговом приводе достигается электромагнитным делением шага, которое приводит к погрешности при изменении нагрузки на валу. Кроме того, КПД шагового привода ниже. Однако в станках, где необходимые параметры могут быть обеспечены шаговым приводом, ввиду его простоты, низкой стоимости и высокой надежности (отсутствие коллектора со щетками и измерительного преобразователя) шаговый привод продолжают использовать. Это относится к малым и средним станкам (электрофизическим, токарным, шлифовальным), особенно при значительном числе управляемых по программе координат. Наряду с приводом подач ШД применяют для управления различными вспомогательными механизмами станков (поворот и смещение план-суппортов, резцедержателей и т. п.).

В шаговом приводе наблюдается тенденция к отказу от применения гидроусилителей и применению силовых ШД. Обмотки ШД возбуждаются прямоугольными или ступенчатыми импульсами напряжения с изменяющейся в широких пределах частотой. Ступенчатому характеру напряжений на фазах ШД соответствует дискретное вращение электромагнитного поля в воздушном зазоре ШД, вследствие этого движение ротора на низкой частоте слагается из последовательности элементарных перемещений по апериодическому или колебательному закону. ШД с электронным коммутатором осуществляют преобразование унитарного кода в угол поворота вала. Каждому импульсу управления соответствует поворот вала на фиксированный угол (шаг двигателя), величина которого определена конструкцией ШД и способом переключения его обмоток. Частота вращения и суммарный угол поворота вала пропорциональны соответственно частоте и числу поданных импульсов управлений.

схема шагового электродвигателя

В отличие от синхронных электродвигателей ШД рассчитаны на вхождение в синхронизм из состояния покоя без скольжения и торможения без выбега ротора. Благодаря этому они обеспечивают в рабочем диапазоне частот внезапный пуск, остановку и реверс без потери информации, т. е. без пропуска шагов. Более легким для дискретного привода является режим плавного изменения частоты. В этом случае область частот, в которой привод устойчив, значительно расширяется.

Электрогидравлический шаговый привод выполняют с аксиально-поршневым гидромотором либо с гидроцилиндром. В последнем случае ШД вращает измерительный винт. Привод с гидроцилиндром применяют в малых станках (перемещения до 1 м). Наибольшее распространение получили комплектные электрогидравлические шаговые приводы с гидромотором (Э32Г18-32, ЭГ32Г18-34; ЭГ3218-35).

Схема широко применяемого электродвигателя типа ШД5Д-1М представлена па рис. 24. Электродвигатель состоит из двух одинаковых секций статора 1 (рис. 24, а) и общего ротора 2. Каждая секция статора (рис. 24, 6) имеет шесть зубчатых полюсов 1—6, взаимодействующих с зубчатым ротором 7, имеющим 20 зубцов. При этом зубцы каждого последующего полюса сдвинуты на 1/3 зубцового шага относительно предыдущего полюса, а обе секции статора сдвинуты на 1/2 зубцового шага между собой. Обмотки каждой пары противолежащих полюсов включены последовательно и образуют одну фазу. Таким образом, каждая секция электродвигателя имеет трехфазную обмотку, а с учетом второй секции электродвигатель имеет шестифазную обмотку.

Схема магнитных потоков, создаваемых этими шестью фазами в пределах 360 электрических (или 18 геометрических) градусов представлена на рис. 24, в, где сплошными векторами 1, 2, 3 представлены магнитные потоки, создаваемые тремя фазами первой секции, а штриховыми 1′, 2′, 3′ — второй. При подаче тока в первую фазу первой секции зубцы ротора встанут точно напротив зубцов первого и четвертого полюсов, на которых находится обмотка первой фазы. При подаче тока во вторую фазу первой секции ротор повернется на 1/3 зубцового шага, т. е. на 6° так, что его зубцы окажутся напротив зубцов полюсов 2 и 5. Если подать ток в третью фазу, то ротор повернется еще на 6°. Если подавать токи по очереди в обмотки второй секции, то ротор также будет поворачиваться на 6°, но со сдвигом на 3° относительно первой секции. Если ток подать сразу в первую фазу первой секции и в третью фазу второй секции, то ротор повернется на 1,5°, т. е. зубцы встанут посередине, между зубцами первой и второй секций. Таким образом, чередуя подачу токов то в одну фазу, то в две, получим непрерывное вращение ШД скачками по 1,5°. За 12 тактов ШД повернется на 360/20 = 18°, т. е. один оборот он сделает за 240 тактов.

Соответствующее чередование токов в обмотках ШД обеспечивается специальными кодовыми преобразователями, основными элементами которых являются счетчики импульсов со схемами обратных связей и мощные усилители, обеспечивающие токи в обмотках. При напряжении 48 В этот ШД обеспечивает частоту вращения до 4000 об/мин, что соответствует 16 000 Гц.

Следящий регулируемый электропривод подачи с дискретной системой управления и тиристорным преобразователем исключает ограничение по мощности, диапазону регулирования и обеспечивает высокое быстродействие. Так, например, при диапазоне регулирования Д = 10 000 с дискретой ∆ = 0,01 мм минимальная подача s = 0,3 мм/мин обеспечивается при частоте следования задаваемых импульсов ƒ З MIN = 0,3/(0,01*60) = 0,5 Гц, максимальная же частота следования задаваемых импульсов составит ƒ З MIN = 5000 Гц.

От content

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Обнаружен блокировщик рекламы! Пожалуйста, обратите внимание на эту информацию.

We\'ve detected that you are using AdBlock or some other adblocking software which is preventing the page from fully loading.

У нас нет баннеров, флэшей, анимации, отвратительных звуков или всплывающих объявлений. Мы не реализовываем эти типы надоедливых объявлений! Нам нужны деньги для обслуживания сайта, и почти все они приходят от нашей интернет-рекламы.

Пожалуйста, добавьте tehnar.info к вашему белому списку блокирования объявлений или отключите программное обеспечение, блокирующее рекламу.

Powered By
100% Free SEO Tools - Tool Kits PRO