3-х координатный универсальный стол для обработки тел обладающих сложной пространственной геометрией
Задача:разработать 3-х координатный универсальный стол для обработки сложных пространственных тел обладающий следующими характеристиками: скорость быстрых перемещений - 6 м/мин, диапазон рабочих подач 10 мм/мин - 1.5 м/мин, точность - 0.15 мм, параметры рабочей зоны станка: X-1500мм, Y-700 мм, Z-200 мм, обрабатываемый материал - древесина.
Решение:Для решения данной задачи были применены привода F5-S управляющие синхронными двигателями с резольверной обратной связью. Так как синхронные машины обеспечивают высокую перегрузочную способность (5-6) (против 2.5-3 в асинхронном двигателе), контурная ошибка в динамике , по сравнению с асинхронным приводом , минимизируется на порядок . Минимальная рабочая подача соответствует 10 мм/мин - следовательно, допускаемая по ГОСТ неравномерность частоты вращения скорости равна 0.2, что удовлетворяет показателям неравномерности частоты вращения приводов F5-S с резольверным датчиком обратной связи на указанных частотах вращения вала двигателя .Так как требования к точности не велики, в качестве механической передачи была применена передача зубчатое колесо-рейка, исключением является ось Z где из конструктивных соображений применена ШВП(шарико-винтовая пара), а в качестве системы ЧПУ была использована система ЧПУ NC-200 производства Питерского объединения "БалтСистем" с характеристиками: количество управляемых осей-4, время расчета задачи управления-2 мс, виды интерполяции -линейная, круговая (в 3-х плоскостях), режимы динамики-торможение приводов в конце кадра управляющей программы до скорости равной нулю, торможение приводов в конце кадра УП до автоматически рассчитанной скорости, без торможения (непрерывная обработка). Структурная схема системы управления представлена на рис.1.
Принцип работы: система работает следующим образом. Оператор пишет управляющую программу в G-кодах или же УП генерируется с помощью CAM системы (примеры находятся ниже) на PC и переносится в ЧПУ посредством дисковода 3.5 или через COM порт (используя специальную программу связи), далее система ЧПУ построчно читая данные о перемещении из УП и считывая текущее положение осей (посредством датчиков обратной связи используемых как и приводом, для определения скорости вращения вала двигателя, так и ЧПУ, для определения текущей позиции оси) выдает аналоговое задание на скорость приводов в диапазоне от -10В до +10В в соответствии с выбранным режимом динамики (описаны выше). Таким образом управляя приводами одновременно в пространстве, ограниченном рабочей зоной машины, рабочим инструментом описывается траектория повторяющая заданную.
![]() |
Рис. 1 Примеры пространственных тел доступных для обработки (Все примеры выполнены с использованием SprutCAM) |
Черновая обработка Рис. 2 |
![]() |
Чистовая обработка Рис. 3 |
![]() |