Električno kopiranje

Mehanski kopirni stroji imajo številne pomanjkljivosti, med katerimi je predvsem težko izdelati šablone iz jekla visoke trdote. Poleg tega mehansko kopiranje zahteva prenos znatnih sil, ki povzročajo elastične deformacije kopirnega zatiča ali valja in povezav, ki ga povezujejo z orodjem. To zmanjša natančnost obdelave.

Električno kopiranje omogoča uporabo šablon iz mehkih, lahko obdelljivih materialov (les, mavec, plastika, pločevina, aluminij, karton). Kot šablona lahko služi tudi predhodno obdelan del. Ta del je običajno rezkan, da se nepravilnosti strojne obdelave ne ponovijo na naslednjih elektrokopirnih delih.

Načelo delovanja najpreprostejših elektrokopirnih strojev je prikazano na sl. 1. V tem diagramu obdelovanec 1 obdeluje vreteno 3 s prstnim rezkalnikom 2, rezkalna naprava 4 je povezana s kopirno glavo s togo povezavo 5. …

Nosilci zatičev in vodila so takšni, da se bočni pritisk na kopirni zatič pretvori v aksialne premike zatiča kopirne glave.Šablona 9 se nahaja na mizi 10, na katero je tudi nameščen obdelovanec. Pogon 11 nenehno premika mizo v smeri, ki jo označuje puščica. To krmo imenujemo vodilna ali glavna krma.

riž. 1. Električni rezkar

riž. 2. Trajektorije sledilnega prsta

Druga naprava 12 premika kopirno in rezkalno glavo v navpični smeri. Ta vir se imenuje sledenje. Krmilo je konstruirano tako, da ko je kontakt 13 odprt, naprava 12 premakne kopirni prst bližje predlogi. Ko je kontakt 13 zaprt, naprava 12 premakne sledilni prst stran od predloge. Ko je kontakt 13 odprt, se začne premikanje kopirnega prsta 8 naprej proti vzorcu 9.

Ko pride v stik z vzorcem, se prst 8 kopirne glave potegne nazaj, ročica 14 se zavrti in kontakt 13 se zapre. Kopirna glava se začne premikati nazaj. Kopirni prst 8 se odstrani iz šablone 9 in odpre kontakt 13. Nato se kopirni prst spet približa šabloni in zaradi kontinuitete vodilnega kanala se šablona premakne in kopirni prst se dotakne šablone na drugi strani. točka.

Kot rezultat občasnih napredkov in umikov kopirnega prsta z neprekinjenim vodilnim podajanjem kopirni prst opisuje svojo trajektorijo žage in jo ovije okoli predloge (slika 2, a). Enako trajektorijo opisuje glede na obdelovanec vrtljivi nož 2, ki je trdno povezan s kopirno glavo 6 (glej sliko 1).

Na koncu vzdolžnega podajalnega giba se samodejno aktivira prečni pomik. Rezalnik in kopirni prst se premikata v smeri, pravokotni na ravnino risbe (slika 2, b).Pomik svinca se obrne in zatič sledilnika ter rezilo se začneta premikati v nasprotni smeri. V tem primeru se prst premakne vzdolž nove oblike volumskega vzorca, rezalnik pa naredi nov premik vzdolž ukrivljene površine dela. Del se obdeluje v več prehodih. Najprej se naredi grobo obdelavo. Po tem se končna obdelava izvede po istem vzorcu. Nepravilnosti nato zgladimo z abrazivnim orodjem.

Podobno metodo lahko uporabimo za obdelavo vrtilnih teles s krivolinijskimi generatorji ali stopničastimi oblikami na elektrokopirnih stružnicah. Kopije takih strojev imajo samo dva podajanja: vodilni (vzdolžni) in sledilni (prečni). Med kopiranjem se spremeni samo eden od obeh med seboj pravokotnih kanalov. Takšno kopiranje imenujemo enoosno kopiranje. Pri enoosnem kopiranju obdelava ramen vzporedno z naslednjo smerjo podajanja ni mogoča.

riž. 3. Kopirna glava s tremi položaji

riž. 4. Induktivna kopirna glava

Uporaba dvokontaktne kopirne glave (slika 3), imenovane tripozicijska, vam omogoča tudi nadzor podajanja svinca, tudi ko sta oba kontakta kopirne glave odprta. Ko kopirni prst takšne glave ne pride v stik s površino šablone, se kontakt 1 zapre pod delovanjem vzmeti 3. V tem primeru se prst premakne na šablono, rezalnik pa na del. Predložitev potencialne stranke je onemogočena. Ko s prstom pritisnemo na vzorec, se kontakt 1 odpre, premikanje prsta naprej se ustavi in ​​začne se podajanje svinca. V tem primeru se konica kopirnega prsta odmakne od šablone, kontakt 1 se ponovno zapre in začne se nov premik kopirnega prsta proti šabloni.

To izmenično premikanje prstov proti vzorcu in v desno se bo nadaljevalo do točke A, prevojne točke krivulje vzorca. V tem trenutku vzdolžni pomik zaradi spremembe smeri naklona profila povzroči povečanje pritiska na kopirni prst in zapiranje kontakta 2. V tem primeru bo krmilni sistem zagotovil umik kopirna glava in prst se bosta odmaknila od predloge. Odpre se kontakt 2 in ponovno se vključi vzdolžni podajalnik itd. Tako se pri tripoložajni kopirni glavi kontura obide z izmeničnimi vzdolžnimi in prečnimi gibi. Kopiranje z uporabo tripozicijske glave, kjer je podajanje krmiljeno v obeh koordinatah, imenujemo dvokoordinatno.

Hitrost vrtenja elektromotorjev obravnavanih sistemov se med procesom kopiranja ne spreminja. Količina podajanja se nastavi s spreminjanjem kinematičnih verig.

Kopirne glave, priključene na nizkonapetostno vezje (običajno 12 V). To je tako zaradi majhne razdalje med kontakti kot zaradi želje po zmanjšanju uničenja kontaktov zaradi iskrenja. Občutljivost kopirne glave in velikost reže med kontakti sta določena z uporabljenim sistemom vzvodov in vztrajnostjo podajalnika.

Druga stopnja v razvoju elektrokopiranja so bile induktivne kopirne glave... V takšni glavi (sl. 4) vsak položaj kopirnega prsta ustreza položaju armature 1, nameščene med jedrima 2 in 3. Tuljave 4-7 so nameščenih na srednjih palicah teh jeder . Vsako jedro z dvema navitjema tvori transformator. Celoten sistem se imenuje diferencialni transformator.

Primarna navitja 4 in 7 sta zaporedno povezana in vključena v omrežje izmeničnega toka; sekundarna navitja 5 ​​in 6 sta povezana med seboj, tako da npr. itd. v. usmerjena v nasprotni smeri. Ko je sidro 1 v srednjem položaju, npr. itd. c) sekundarna navitja so uravnotežena. Približevanje armature enemu od jeder vodi do dejstva, da se magnetni tok v njem poveča, medtem ko se v drugem jedru zmanjša. Nastala razlika v e. itd. c) sekundarna navitja se uporabljajo za brezstopenjsko krmiljenje pogonov s spremenljivim podajanjem.

Kopirne glave z dvema in tremi položaji običajno delujejo z elektromagnetnimi sklopkami, ki vklapljajo, izklapljajo in obračajo vsa podajanja. Poenostavljen shematski diagram kopirnega stroja s tripozicijsko glavo je prikazan na sl. 5. Ko se kopirni prst ne dotakne predloge, se kontakt 1 zapre. V tem primeru se vklopita rele sledilnega napajanja 1PC in tuljava RVP1 vodilnega napajanja. Ko je elektromagnetna sklopka MB vključena, se poda naprej (proti predlogi). Rele RVP ima dve tuljavi RVP1 in RVP2 in se aktivira, ko je ena od njih vklopljena. V tem primeru je tuljava RVP1 vklopljena in kontakt RVP odprt.

Ko sledilni prst pritisne na površino sledilnika, se kontakt 1 odpre in pomik naprej se ustavi. Poleg tega se izklopi tuljava RVP1, zapre se odpiralni kontakt RVP, vklopi konektor ML in zažene levi napajalnik (ko je vklopljen konektor MP, se zažene desni napajalnik). Kopirni prst se v tem primeru premika.

Če se pritisk na kopirni prst zmanjša, se kontakt znova zapre in kopirni prst se pomakne v vzorec.Če je profil vzorca takšen, da premik povzroči povečanje pritiska na kopirni prst, se kontakt 2 zapre, vklopita se drugi rele 2PC sledilne moči in RVP2 tuljave releja RVP. To bo vklopilo sklopko MH in začelo premikati kopirni prst stran od vzorca. Če stikalo P premaknete v položaj navzgor, bo namesto podajanja v levo prišlo do vzdolžnega podajanja v desno.

Električne kontaktne kopirne glave in elektromagnetne sklopke uporablja se v univerzalnih kopirnih strojih. Napake pri kopiranju so običajno v območju 0,05-0,1 mm. Domači stroji, izdelani posebej za elektrokopiranje, imajo induktivne kopirne glave in podajalnike, katerih hitrost se samodejno krmili.

riž. 5. Shema elektrokopirne stružnice

riž. 6. Napajalniki za elektrokopiranje

Pri uporabi pogonov s spremenljivim pomikom je za zagotovitev natančnega kopiranja, visoke produktivnosti in čistoče površine potrebno, da je tangenta pomika na konturo konstantne velikosti in ni odvisna od kota naklona profila. Naj bo kontura, ki jo kopiramo, krog (slika 6):

kjer sta sx in sy začetni in zadnji izpust, mm/min.

Če je dobljeni vektor hitrosti podajanja tangenten na konturo, potem

Tako morajo biti za največjo natančnost in produktivnost pomiki spremenljivi in ​​medsebojno povezani.

Kontrolno kopiranje iz brezkontaktnih kopirnih glav se izvaja v funkciji premikanja kopirnega prsta glede na njegov nevtralni položaj.Ker sta sledilni zatič in rezilo, ko ni zamika, v enakih položajih, je krmiljenje v funkciji zamika prsta krmiljenje glede na neskladje med položajema prsta in rezila (proporcionalno krmiljenje).

Za izboljšanje kakovosti obdelave je poleg kontrole po pomiku uveden nadzor po hitrosti spreminjanja pomika (iz odvoda pomika glede na čas). S tem diferencialnim nadzorom se sistem hitreje odzove na vsako spremembo naklona profila kopirnega stroja in poveča natančnost obdelave.

Poleg krmiljenja v funkciji odstopanja in v funkciji njenega odvoda se krmiljenje uporablja tudi v funkciji integrala odstopanja v času (integralno krmiljenje). V tem primeru se ne upošteva le velikost neskladja, temveč tudi čas, v katerem je nastal. V tem primeru sistem pridobi lastnost, da se v odsotnosti dodatnih ukazov premika v isti smeri kot na prejšnjem odseku ceste. To gibanje je podobno vzletu. Integralno krmiljenje omogoča v primeru konstantnega naklona profila brezstopenjsko kopiranje s konstantnim položajem kopirnega prsta.V primeru ostrih sprememb obrisa predloge se delovanje integralnega krmiljenja nevtralizira z delovanjem diferencialne regulacije.

Pri kombiniranem krmiljenju se vsota treh napetosti napaja v posebno elektronsko enoto, ki je sorazmerna z vrednostjo neusklajenosti, njenega derivata oziroma časovnega integrala, pogoni moči pa se krmilijo kot funkcija vseh teh treh vrednosti.V tem primeru je mogoče zmanjšati napake pri obdelavi.

V industriji strojev za rezanje kovin so na univerzalne in specializirane stroje nameščeni različni hidrokopirni stroji. Uporabljajo se tako fiksne kot variabilne podajalne naprave, hidravlični pogon pa omogoča enostavno neskončno spremenljivo krmiljenje pomika v širokem območju.

Sistemi za hidrokopiranje so hitri. Zagotavljajo lahko enoosno in dvoosno kopiranje. Hidrokopirni sistemi uspešno tekmujejo z električnimi v natančnosti obdelave. Veliko število elektrokopirnih in hidrokopirnih strojev zdaj deluje v lokalnih inženirskih obratih. Električno kopiranje omogoča obdelavo po risbi, nameščeni v stroju, ki se uporablja namesto kopirnega stroja.