Статьи / Инновационные технологии / Новые кинематические системы для промоборудования

Новые кинематические системы для промоборудования

Новые кинематические системы для промоборудования

При использовании промышленного оборудования (станков), первоочередной задачей является осуществление такого механического движения, которое в полной мере позволит выполнить требование чертежа как по геометрическим размерам, так и по технологии обработки. Для осуществления такого механического движения, решается задача позиционирования (перемещения обрабатывающей головки из одной точки пространства в другую, за определённое время и с определённой точностью). Большинство воспроизводимых обрабатывающими головками движений носит прямолинейный характер (либо является последовательной совокупностью линейных движений). Хотя существуют специальные кинематические системы, которые позволяют обрабатывать тела вращения, к таким системам относятся столы поворотные, шпиндельные узлы.

В сегодняшнем машиностроении, в т.ч. при создании лазерного оборудования, в качестве кинематических схем, которые позволяют осуществлять передвижение обрабатывающих головок, являются следующие решения:

  • рейка и шестерня. В этом случае вращающаяся шестерня осуществляет поступательное движение зубчатой рейки. На рейке соответственно фиксируется та часть оборудования, которая должна перемещаться;
  • система винт-гайка. Гайка фиксируется на том элементе, перемещать который необходимо. Вращаясь, винт перемещает гайку (и соответственно определённый элемент станка). Такие системы применяются всё меньше, ввиду невысокой точности позиционирована, которая ещё больше ухудшается по мере использования системы вследствие износа гайки (в системе появляется свободный ход, т.н. "люфт");
  • шариковинтовая пара (ШВП). Это устройство похоже на пару винт-гайка, только между гайкой и винтом устанавливают шарики. Таким образом, получается своеобразный винтовой подшипник, износ которого при работе минимален, а точность остаётся удовлетворительной долгий период эксплуатации.

В этих системах вращение шестерни (или вала ШВП) осуществляется посредством электрического двигателя, а сами системы являются механическими преобразователями вращательного движения в поступательное. Оборудования на таких кинематических системах используется довольно давно, а потому качество самих систем достаточно отработано для решения большинства задач. Станки с ШВП и системой рейка-шестерня находят применение даже в высокотехнологичных отраслях. При этом стоимость таких систем относительно невысока, что делает их привлекательным решением для производителей станков.

Точность приводов, оборудованных вышеописанными системами составляет 30-50 мкм. Возможно повысить точность, применив элементы обратной связи. Тогда организуется непрерывный контроль положения вала электродвигателя, который приводит всю систему в движение, а так же контроль положения движущихся частей. Это требует установки определённого количества датчиков на систему, но суммарные затраты на такую кинематическую систему всё равно остаются невысокими.

До определённого времени точности вышеописанных приводов хватало для решения большинства задач. Однако, в последнее время всё чаще возникает потребность в обработке деталей с повышенной точностью (около 1-2 мкм). Особенно это стало актуально при массовом распространении лазерных технологий обработки, которые сами по себе такую точность работы обеспечить могли. Камнем преткновения на пути к "заветному" параметру точности в этом случае становится именно кинематическая система, которая перемещает лазерную головку. Ведь даже при использовании различных компенсаторов и датчиков контроля положения, перемещать обрабатывающую головку с требуемой точностью не всегда возможно, накладывают ограничения на точность перемещения именно конструктивное исполнение кинематических схем (износ ходовых винтов, подшипников, проскальзывание передачи вследствие износа зубьев, даёт о себе знать явление механической редукции при преобразовании одного вида движения в другое).

Однако, разработчики высокоточного обрабатывающего оборудования нашли выход из создавшегося положения. Требуемая в современном кинематическом приводе точность может быть достигнута. И возможно это благодаря использованию систем, базирующихся на линейных синхронных двигателях (ЛД). Данные двигателя позволяют реализовать требуемый вид движения без каких либо механических преобразований и соответственно без механических потерь. Именно поэтому на базе ЛД создаётся обрабатывающее оборудование с выдающимися характеристиками по точности обработки.

Линейный двигатель представляет собой электрическую систему, в которой один из электромагнитных элементов разомкнут, и обмотка таким образом получается развёрнутого типа.

Линейный двигатель 1FN3

Хорошо понять сущность работы такого двигателя можно на примере современных скоростных электропоездов, передвижение которых организованно за счёт индукционной ленты, проложенной вдоль путей (как частный случай - между рельсами). Такая индукционная лента и является разомкнутым элементом системы, о котором упоминалось выше. По ленте подаётся напряжение, создаётся бегущее магнитное поле, которое толкает поезд вперёд. Кстати, такой привод, помимо точности перемещения, может обеспечить беспрецедентно высокую скорость перемещения, благодаря чему его используют для разгона различных физических тел при испытаниях на столкновение.

Примечательно, что линейные двигатели имеют массу, не превышающую другие кинематические схемы. Технология прямого электромагнитного привода обладает намного лучшей динамической характеристикой, чем традиционные системы. При этом потребляемая мощность таких устройств значительно меньше, чем мощность традиционных систем. Это связано с тем, что в традиционных системах только 5-7% от кинетической энергии системы сосредоточено в линейно перемещаемых элементах (полезная работа) остальные 93-95% кинетической энергии сосредоточено во вращающемся роторе электрического двигателя, вращающихся элементах, присоединённых к ротору. А ведь на разгон ротора и присоединённых к нему элементов необходимо достаточно много энергии. Таким образом, линейный двигатель, помимо прочего, можно считать энергосберегающей технологией.

Наибольший эффект от применения кинематических систем с линейным двигателем достигается при создании оборудования, механическая реакция инструмента отсутствует либо мала. К такому оборудованию прежде всего относятся относятся комплексы по обработки листовых материалов, рабочая головка которых - лазерная, газокислородная, плазменная, гидроабразивная. В некоторых случаях целесообразно применять такие системы на станках прецизионной механической резки, оборудовании для тонкого точения и фрезерования.

В заключении отметим, что для черновой обработки материала, где на рабочий инструмент действуют серьёзные нагрузки, биения и другие воздействия, актуальными остаются традиционные механические системы, погрешность которых не критична при выполнении грубых черновых операций.


© indboard.ru

Опубликовано: 2011-07-23

При перепечатке или копировании этой статьи или отдельных ее фрагментов ссылка на первоисточник обязательна.

Общая оценка: (342 чел.)

Моя оценка этой статьи

Насколько полезна и содержательна информация в этой статье?

Ещё статьи

  • Поисковая оптимизация
    2015-09-14
    На нашем портале «РосФирм» - вы сможете найти список предприятий и организаций с указанием адресов и телефонов. Вы узнаете о виде продукции, работ и услуг, которые...
  • Мусорные урны и их разновидность
    2014-07-22
    Разновидности мусорных урн Урны - это емкости разных размеров и объёмов для сбора мусора. В доме, офисе, на пляже, в парке и улице – везде должны быть расположены эти...
  • Теплоизоляционные системы
    2016-03-11
    Установка систем наружного утепления фасада дома помогает решить множество задач. Наружное утепление зданий позволяет снизить затраты на энергоносители, уменьшить...
  • Проверенный поставщик измерительного оборудования
    2017-01-18
    Если вам требуется сертифицированное измерительное оборудование, то нужно просто обратиться в компанию Точприбор. Здесь могут предложить оптимальные решения для...
  • Инженерно-геологическая разведка от профессионалов
    2018-01-24
    Инженерная компания Геолог на высоком профессиональном уровне выполняет инженерно-геологические услуги по всей территории России. Здесь можно заказать геологические,...
  • Как выбрать теннисный стол на joola.ru: пошаговое руководство
    2012-11-29
    Как выбрать теннисный стол на joola.ru: пошаговое руководство Сложно найти в нашем мире человека, который хотя бы раз в своей жизни не играл в пинг-понг. Почему-то при...
  • Фасадные работы
    2016-05-25
    Говоря о фасадных работах, как правило, имеют в виду чистку окон, штукатурку стен и монтаж дополнительных конструкций. Но этот список далеко не полный. В понятие «фасадные...
  • Эффективная заделка трещин и щелей
    2017-07-13
    Эффективная заделка трещин и щелей Главной причиной образования трещин в стенах является ослабление материала, из которого они сделаны. На это влияет масса факторов...
  • Заправка и восстановление картриджей лазерных принтеров
    2017-09-15
    Лазерные принтеры получили широкое распространение благодаря высокому качеству и относительно недорогому обслуживанию. Чтобы поддерживать их работоспособность...
  • Энергию будут добывать из морских волн
    2011-11-17
    Сотрудники Университета штата Орегон, известные во всем научном мире специалисты по электродвигателям Аннет фон Джуан (Annette von Jouanne) и Алан Уоллес (Alan K. Wallace) разработали...

Реклама на indboard.ru



Поделиться с друзьями

 

 

Комментарии и отзывы пользователей отсутствуют. Вы можете первым оставить свой комментарий, если Вам есть, что сказать.

 

Ваш комментарий