Elektrische Ausrüstung von CNC-Bohrmaschinen
Die elektrische Ausrüstung von CNC-Bohrmaschinen wird am Beispiel einer Maschine des Typs 2R135F2 betrachtet.
CNC-Bohrmaschinen Modell 2R135F2 sind für die Bearbeitung von Karosserieteilen sowie Teilen wie „Flansch“, „Abdeckung“, „Platte“, „Halterung“ und anderen konzipiert. Die Maschinen ermöglichen Bohren, Bohren, Senken, Gewindeschneiden und andere Vorgänge.
Die Gesamtansicht der Maschine ist in Abb. dargestellt.
Das zu bearbeitende Werkstück wird auf dem Tisch fixiert. Der Turm bietet Platz für sechs Instrumente. Bei der Spezifikation der Bearbeitung bewegt sich der Tisch entlang der X- und Y-Achsen zu der vom Programm angegebenen Position. Nach der Installation des Tisches wird die Unterstützung aktiviert.
Die Bewegung des Schlittens während der Bearbeitung erfolgt gemäß dem Programm entlang der Z-Achse. Der Schieber kehrt in seine ursprüngliche obere Position zurück, bis der Endschalter betätigt wird. Der Werkzeugwechsel erfolgt durch Drehen des Revolvers in die obere Schlittenposition.
Räumliche Bewegungen entlang der Achsen des Tisches und der Schiebeachsen werden durch Positionssensoren gesteuert, von denen kontinuierlich Informationen an den CNC-Block übertragen werden. Der Revolver enthält sechs Endschalter, die die Arbeitsposition eines der Werkzeuge bestimmen.
Feige. 1. Gesamtansicht der Maschine: 1 – Tisch, 2 – CNC-Gerät, 3 – Stütze, 4 – Turm, 5 – Bedienfeld, 6 – Schrank für Relaisautomatisierung.
Die elektrische Ausrüstung der Maschine besteht aus einem Relais-Automatisierungsschrank, einer numerischen Steuerung (CNC) sowie Maschinen und Geräten, die direkt an der Maschinenstruktur installiert sind.
Der Schaltschrank enthält:
1 – Relaisplatte, auf der Zwischenrelais und Relais für die Kommunikation mit der CPU-Einheit montiert sind,
2 – Schalttafel, auf der ein gesteuerter Thyristorwandler, Transformatoren, Magnetstarter, Schutzvorrichtungen und Gleichrichter von Stromversorgungen installiert sind,
3 – Eingangsschalter zum Anschluss der Maschine an das Stromnetz.
Die Maschine ist ausgestattet mit:
1 – Elektromotoren,
2 – elektromagnetische Kupplungen vom Typ ETM zur Regulierung der Bewegungsgeschwindigkeit der Arbeitskörper der Maschine,
3 – Feedback-Sensoren zur Überwachung der Position der Arbeitsorgane der Maschine,
4 – Endschalter, die den Bewegungsbereich der Arbeitskörper der Maschine begrenzen,
5 – Bedienfeld mit Tasten und Anzeigen,
6 – eine Lampe zur Beleuchtung des Arbeitsbereichs der Verarbeitung.
Der Schlittenantrieb wird von einem Thyristorwandler gesteuert, der für den geregelten Betrieb des Gleichstrommotors in einem programmierten Vorschubmodus sorgt. Elektromagnetische Kupplungen ermöglichen eine schnelle und langsame Bewegung des Bremssattels beim Positionieren und Stoppen.
Der Antrieb des Hauptwerks (Spindel) besteht aus einem ungeregelten Asynchron-Elektromotor und einem Automatikgetriebe mit elektromagnetischen Kupplungen, das für 19 Umdrehungen der Spindel sorgt.
Die Bewegung des Tisches erfolgt entlang zweier Koordinatenachsen mit Hilfe von asynchronen Elektromotoren. Die Geschwindigkeit der Tischbewegung wird durch die Kupplungen an der X- und Y-Achse reguliert. Die Kupplungen sorgen für schnelle, langsame Bewegung und Stopp der Tischantriebe.
Der Turm wird von einem Elektromotor angetrieben. Das Festziehen und Zusammendrücken des Kopfes erfolgt über eine Kupplung.
Die technischen Eigenschaften der Elektromotoren der Antriebe der CNC-Bohrmaschine sind in Tabelle 1 dargestellt.
Das allgemeine Blockdiagramm der programmierten Steuerung der Arbeitsorgane der Maschine ist in Abb. 1 dargestellt. 2.
Reis. 2. Blockschaltbild zur Steuerung der Arbeitsorgane der Maschine: 1 – CNC, 2 – Code-Relaisblock, 3 – Zwischenrelaisblock, 4 – Magnetstarterblock, 5 – Elektromotoren, 6 – Elektromagnetkupplungsblock, 7 – Sensoren für die Position der Arbeitskörper der Maschine, 8 – Straßenschalter, 9 – Arbeitskörper der Maschine.
Im Schlittensteuerkreis gibt es einen zusätzlichen gesteuerten Wandler, der die Möglichkeit bietet, die Drehzahl des Motors stufenlos anzupassen.
Die Aufnahme eines beliebigen Objekts in die Maschine kann über das Bedienfeld der Maschine oder über das CNC-Gerät erfolgen.
CNC-Steuerbefehle werden durch Coderelais in der Relaiseinheit dekodiert. Die geschalteten Relais erzeugen Signale, die den Zwischenrelais zugeführt werden.Zu diesen Relais gehören elektromagnetische Kupplungen oder Magnetstarter, die den Betrieb von Elektromotoren steuern.
Die Positionierung von Tisch und Schlitten erfolgt mit festen Werten der Bewegungsgeschwindigkeiten. Die TNC vergleicht den Abstand von der tatsächlichen Position des Werkstücks mit der mit den Einstellungen programmierten. Ist dieser Abstand gleich dem eingestellten Wert, wird die Bewegungsgeschwindigkeit geändert. Der Antrieb wird am Programmpunkt gestoppt.
Die Bearbeitung des Teils erfolgt mit programmierbaren Schlittenvorschüben.
Schalten Sie die elektrische Ausrüstung der Maschine ein
Die elektrische Ausrüstung der Maschine wird über einen Eingangsleistungsschalter an das Stromnetz angeschlossen. Die Spannungsversorgung aller Antriebskreise der Maschine erfolgt durch ein Schütz bei Betätigung der Taste „Start“. Das Ausschalten erfolgt über die Taste «Stopp». Die Spindel-, Tisch- und Revolvermotoren werden von Leistungsschaltern gespeist. Zum Starten müssen Sie die Leistungsschalter einschalten und die Taste „Start“ drücken.
Bremssattelmanagement
Der elektrische Antrieb sorgt für die Bewegung des Schlittens entlang der Z-Achse im Maschinenkoordinatensystem. Der elektrische Bremssattelantrieb arbeitet im Positionier- und Bearbeitungsmodus. Bei der Abwärtspositionierung erfolgt eine Eilfahrt auf den durch den Sollwert vorgegebenen Weg und eine anschließende Langsamfahrt bis zur Oberfläche des Werkstücks, sofern die Geschwindigkeit in zwei Stufen reduziert wird.
Der programmierbare Vorschub erfolgt während der Bearbeitung (z. B. Bohren) in Abwärtsrichtung. Eine langsame Bewegung entsteht, wenn das Werkzeug nach oben vom Werkstück zur Oberfläche gezogen wird.Das Zurückfahren des Werkzeugs „nach oben“ vom Werkstück in die Ausgangsposition erfolgt im Eilgangmodus.
Die Regelung der Bewegungsgeschwindigkeit erfolgt über zwei elektromagnetische Kupplungen (schnelle bzw. langsame Bewegung) und durch Änderung der Drehzahl des Motors durch Änderung des Widerstandswertes am Eingang des geregelten Umrichters. Der Regler ist ein Potentiometer, das aus einer Reihe in Reihe geschalteter Widerstände besteht.
Im Positionierungsmodus sind schnelle und langsame Bewegungsgeschwindigkeiten festgelegt. Im Vorschubmodus wird die Geschwindigkeit entsprechend dem programmierten Wert des von der CNC kommenden Codes angepasst. Steuersignale von der CNC-Einheit werden an Empfangsrelais weitergeleitet, die mit ihren Kontakten verschiedene Stromkreise im Steuerkreis des Antriebs schalten.
Reis. 3. Diagramm der Bewegung des Trägers bei der Bearbeitung eines Teils: 1 – Träger, 2 – Werkzeug, 3 – Teil, 4 – Tisch.
Grundlegende Bewegungssteuerung
Der Spindelantrieb enthält einen asynchronen reversierbaren Elektromotor, ein Automatikgetriebe (AKS) mit elektromagnetischen Kupplungen. Der Hauptbewegungsmotor läuft bei allen Bearbeitungsvorgängen, mit Ausnahme des Gewindeschneidens, kontinuierlich und mit der richtigen Drehrichtung (im Uhrzeigersinn).
Wenn der Motor im Einfädelmodus umgekehrt wird, erfolgt die Zeitsteuerung durch ein Zeitrelais, das die umgekehrte Drehrichtung ermöglicht. Während das Zeitrelais eingeschaltet ist, ist die Einstellung einer neuen Richtung nicht möglich.
Die Drehung vom Motor auf die Spindel wird über AKC-Getriebe übertragen, die von elektromagnetischen Kupplungen gesteuert werden. Kupplungen ermöglichen die Einstellung einer bestimmten Drehzahl.Binär – Der dezimale Geschwindigkeitscode wird dem Relais zugeführt. Die Kontakte dieser Relais bilden einen Spindelgeschwindigkeitscode-Decoder und schalten die elektromagnetischen Kupplungen ein.
Tischantriebssteuerung
Der Tisch bewegt sich entlang der X- und Y-Achsen des Maschinenkoordinatensystems. Für die Bewegung sorgen zwei reversierbare Asynchronmotoren. Die Tischgeschwindigkeitsregelung erfolgt zweistufig. Die schnelle und langsame Bewegung während der Tischpositionierung wird durch elektromagnetische Kupplungen erreicht, die Zahnräder am Untersetzungsgetriebe umfassen.
Vom CNC-Modul werden Richtungssignale empfangen: „rechts“ auf der X-Achse, „vorwärts“ auf der Y-Achse und Geschwindigkeitssignale „schnell“ oder „langsam“. Die Empfangsrelais werden entsprechend den Signalen der CNC-Einheit eingeschaltet, die wiederum die entsprechenden Bewegungskoppler und Schütze einschaltet. Die Schütze sorgen für den Anschluss der Motoren an die Stromkreise. Beim Ausschalten der Schütze werden die Bremskupplungen aktiviert, wodurch die Position des Tisches in der angegebenen Position fixiert wird. Die Bewegung des Tisches entlang der Koordinaten wird durch die Endschalter begrenzt.
In den Stromkreis der Schützspulen werden Relaiskontakte eingefügt, die eine Zeitverzögerung zur Einstellung der umgekehrten Drehrichtung beim Reversieren des Motors ermöglichen. Während diese Relais eingeschaltet sind, kann keine neue Drehrichtung eingestellt werden.
Turmkontrolle
Der Revolverantrieb ermöglicht den Werkzeugwechsel durch Drehen des Revolvers. Der Antrieb besteht aus einem asynchronen Zweigang-Elektromotor und einer elektromagnetischen Kupplung. Die ausgerückte Kupplung kuppelt den Revolver in der Betriebsposition ein. Die Änderung der Position des Kopfes erfolgt nach seiner Freigabe.
Das Festziehen und Lösen des Kopfes wird von einem langsam laufenden Elektromotor durchgeführt, wenn die Statorwicklungen nach dem „Dreieck“-Schema verbunden sind. In diesem Fall muss die Kupplung eingerückt sein. Die Drehung des Kopfes erfolgt durch den Motor mit hoher Geschwindigkeit (Doppelstern-Schema), auch bei eingerückter Kupplung.
Die Schütze und die Kupplung schalten sich ein, wenn der Werkzeugcode empfangen wird. Wenn der Code nicht mit der Kopfposition übereinstimmt, beginnt der Werkzeugwechselprozess.