Elektrické kopírovanie

Mechanické kopírky majú množstvo nevýhod, z ktorých je v prvom rade ťažké vyrobiť šablóny z ocele s vysokou tvrdosťou. Okrem toho mechanické kopírovanie vyžaduje prenos značných síl, ktoré spôsobujú elastické deformácie kopírovacieho kolíka alebo valčeka a spojov, ktoré ho spájajú s nástrojom. To znižuje presnosť spracovania.

Elektrické kopírovanie umožňuje použitie šablón z mäkkých, ľahko spracovateľných materiálov (drevo, sadra, plast, plech, hliník, kartón). Predtým opracovaný diel môže tiež slúžiť ako šablóna. Táto časť je zvyčajne frézovaná, aby sa neopakovali nepravidelnosti obrábania na následne vyrobených elektrokopírovacích dieloch.

Princíp činnosti najjednoduchších elektrokopírovacích strojov je znázornený na obr. 1. Na tomto diagrame je obrobok 1 obrábaný vretenom 3 s prstovou frézou 2, frézovacie zariadenie 4 je spojené s kopírovacou hlavou pevným spojením 5. …

Podpery a vodidlá kolíkov sú také, že bočný tlak na kopírovací kolík sa premieňa na axiálne posunutie kolíka kopírovacej hlavy.Šablóna 9 je umiestnená na stole 10, na ktorom je tiež namontovaný obrobok. Pohon 11 nepretržite posúva stôl v smere označenom šípkou. Toto krmivo sa nazýva olovo alebo hlavné krmivo.

Ryža. 1. Elektrická fréza

Ryža. 2. Trajektórie sledovacieho prsta

Ďalšie zariadenie 12 pohybuje kopírovacími a frézovacími hlavami vo vertikálnom smere. Tento informačný kanál sa nazýva sledovanie. Ovládanie je konštruované tak, že keď je kontakt 13 otvorený, zariadenie 12 posúva kopírovací prst bližšie k šablóne. Keď je kontakt 13 uzavretý, zariadenie 12 posunie sledovací prst preč od šablóny. Keď je kontakt 13 otvorený, pohyb kopírovacieho prsta 8 začína dopredu smerom k vzoru 9.

Keď sa dostane do kontaktu so vzorom, prst 8 kopírovacej hlavy sa stiahne späť, páka 14 sa otočí a kontakt 13 sa uzavrie. Kopírovacia hlava sa začne pohybovať dozadu. Kopírovací prst 8 sa odstráni zo šablóny 9 a otvorí sa kontakt 13. Potom sa kopírovací prst opäť priblíži k šablóne a v dôsledku kontinuity vodiaceho kanála sa šablóna posunie a kopírovací prst sa dotkne šablóny na inom mieste. bod.

V dôsledku periodických posunov a ustupov kopírovacieho prsta s plynulým vodiacim posuvom kopírovací prst opisuje svoju dráhu píly a ovíja ju okolo šablóny (obr. 2, a). Rovnakú trajektóriu opisuje vzhľadom na obrobok rotačný nôž 2 pevne spojený s kopírovacou hlavou 6 (pozri obr. 1).

Na konci pozdĺžneho posuvu sa automaticky aktivuje priečny posuv. Rezačka a kopírovací prst sa pohybujú v smere kolmom na rovinu výkresu (obr. 2, b).Posuv olova sa obráti a kolík sledovania a fréza sa začnú pohybovať v opačnom smere. V tomto prípade sa prst pohybuje pozdĺž novej formy objemového vzoru a fréza robí nový pohyb pozdĺž zakriveného povrchu dielu. Diel sa spracováva v niekoľkých prechodoch. Najprv sa vykoná hrubovanie. Potom sa dokončenie vykonáva podľa rovnakého vzoru. Nerovnosti sa potom vyhladia brúsnym nástrojom.

Podobný spôsob možno použiť na obrábanie rotačných telies s krivočiarymi generátormi alebo stupňovitými tvarmi na elektrokopírovacích sústruhoch. Kópie takýchto strojov majú iba dva posuvy: vedenie (pozdĺžne) a sledovanie (priečne). Počas procesu kopírovania sa zmení iba jeden z dvoch vzájomne kolmých kanálov. Takéto kopírovanie sa nazýva jednoosové kopírovanie. Pri jednoosovom kopírovaní nie je možné spracovanie okrajov paralelne s ďalším smerom podávania.

Ryža. 3. Trojpolohová kopírovacia hlava

Ryža. 4. Indukčná kopírovacia hlava

Použitie dvojkontaktnej kopírovacej hlavy (obr. 3), nazývanej trojpolohová, tiež umožňuje ovládať posuv olova, a to aj vtedy, keď sú oba kontakty kopírovacej hlavy otvorené. Keď sa kopírovací prst takejto hlavy nedostane do kontaktu s povrchom šablóny, kontakt 1 sa pôsobením pružiny 3 uzavrie. V tomto prípade sa prst posunie k šablóne a fréza sa posunie k dielu. Odosielanie potenciálnych zákazníkov je zakázané. Keď sa prst pritlačí na vzor, ​​kontakt 1 sa otvorí, pohyb prsta dopredu sa zastaví a začne sa podávanie olova. V tomto prípade sa hrot kopírovacieho prsta odsunie od šablóny, kontakt 1 sa opäť uzavrie a začne sa nový pohyb kopírovacieho prsta smerom k šablóne.

Tento striedavý pohyb prstov k vzoru a doprava bude pokračovať do bodu A, inflexného bodu krivky vzoru. V tomto momente vedie pozdĺžny posuv v dôsledku zmeny smeru sklonu profilu k zvýšeniu tlaku na kopírovací prst a zopnutie kontaktu 2. V tomto prípade riadiaci systém zabezpečí zatiahnutie kopírovacia hlava a prst sa vzdiali od šablóny. Kontakt 2 sa otvorí a opäť sa zapne pozdĺžny posuv atď. Pri trojpolohovej kopírovacej hlave sa teda obrys obchádza striedavými pozdĺžnymi a priečnymi pohybmi. Kopírovanie pomocou trojpolohovej hlavy, kde je posuv riadený v oboch súradniciach, sa nazýva dvojsúradnicové.

Rýchlosť otáčania elektromotorov uvažovaných systémov sa počas procesu kopírovania nemení. Množstvo krmiva sa nastavuje zmenou kinematických reťazcov.

Kopírovacie hlavy pripojené k nízkonapäťovému obvodu (zvyčajne 12 V). Je to spôsobené malou vzdialenosťou medzi kontaktmi a túžbou znížiť zničenie kontaktov v dôsledku iskrenia. Citlivosť kopírovacej hlavy a veľkosť medzery medzi kontaktmi určuje použitý pákový systém a zotrvačnosť podávača.

Ďalším stupňom vývoja elektrokopírovania boli indukčné kopírovacie hlavy... V takejto hlave (obr. 4) každá poloha kopírovacieho prsta zodpovedá polohe kotvy 1 umiestnenej medzi jadrami 2 a 3. Cievky 4-7 sú umiestnené na stredných tyčiach týchto jadier . Každé jadro s dvoma vinutiami tvorí transformátor. Celý systém sa nazýva diferenciálny transformátor.

Primárne vinutia 4 a 7 sú zapojené do série a sú zahrnuté v sieti striedavého prúdu; sekundárne vinutia 5 a 6 sú navzájom spojené, napr. atď. v. smerujúce v opačných smeroch. Keď je kotva 1 v strednej polohe, napr. atď. c) sekundárne vinutia sú vyvážené. Priblíženie kotvy k jednému z jadier vedie k tomu, že magnetický tok v ňom sa zvyšuje, zatiaľ čo v druhom jadre klesá. Výsledný rozdiel v e. atď. c) sekundárne vinutia sa používajú na plynulé riadenie pohonov s premenlivým posuvom.

Dvojpolohové a trojpolohové kopírovacie hlavy zvyčajne pracujú s elektromagnetickými spojkami, ktoré zapínajú, odpájajú a obracajú všetky podávania. Zjednodušený schematický diagram kopírky s trojpolohovou hlavou je na obr. 5. Keď sa kopírovací prst nedotkne šablóny, kontakt 1 sa zatvorí. V tomto prípade sa zopne relé sledovacieho napájacieho zdroja 1PC a cievka RVP1 vedúceho napájacieho zdroja. Keď je elektromagnetická spojka MB zapnutá, posúva sa dopredu (smerom k šablóne). Relé RVP má dve cievky RVP1 a RVP2 a aktivuje sa pri zapnutí jednej z nich. V tomto prípade je cievka RVP1 zapnutá a kontakt RVP je otvorený.

Keď prst indikátora stlačí povrch indikátora, kontakt 1 sa otvorí a posuv dopredu sa zastaví. Okrem toho je cievka RVP1 vypnutá, otvárací kontakt RVP je zopnutý, konektor ML je zapnutý a ľavý napájací zdroj sa spustí (keď je zapnutý konektor MP, spustí sa pravý zdroj). Kopírovací prst sa v tomto prípade pohybuje.

Ak sa tlak na kopírovací prst zníži, kontakt sa opäť uzavrie a kopírovací prst sa presunie do vzoru.Ak je profil vzoru taký, že posunutie spôsobuje zvýšenie tlaku na kopírovací prst, kontakt 2 sa uzavrie, zapne sa ďalšie relé 2PC sledovacieho výkonu a RVP2 cievky relé RVP. Tým sa zapne spojka MH a začne sa posúvať kopírovací prst preč od vzoru. Ak sa prepínač P presunie do hornej polohy, namiesto podávania doľava dôjde k pozdĺžnemu posunu doprava.

Kopírovacie hlavy s elektrickým kontaktom a elektromagnetické spojky používané v univerzálnych strojových kopírkach. Chyby pri kopírovaní sú zvyčajne v rozsahu 0,05-0,1 mm. Domáce stroje špeciálne navrhnuté na elektrokopírovanie majú indukčné kopírovacie hlavy a podávače, ktorých rýchlosť je riadená automaticky.

Ryža. 5. Schéma elektrokopírovacieho sústruhu

Ryža. 6. Napájacie zdroje pre elektrokopírovanie

Pri použití pohonov s variabilným posuvom je pre zabezpečenie presného kopírovania, vysokej produktivity a čistoty povrchu potrebné, aby dotyčnica posuvu k obrysu bola rozmerovo konštantná a nezávisela od uhla sklonu profilu. Nech obrys, ktorý sa má kopírovať, je kruh (obr. 6):

kde sx a sy sú predné a koncové emisie, mm/min.

Ak je výsledný vektor rýchlosti posuvu dotyčnicou k obrysu, potom

Pre čo najvyššiu presnosť a produktivitu musia byť rýchlosti posuvu variabilné a vzájomne prepojené.

Kontrolné kopírovanie z bezkontaktných kopírovacích hláv sa vykonáva vo funkcii pohybu kopírovacieho prsta vzhľadom na jeho neutrálnu polohu.Keďže keď nie je odsadenie, sledovací kolík a fréza sú v rovnakých polohách, ovládanie vo funkcii odsadenia prsta je riadené podľa nesúladu medzi polohami prsta a frézy (proporcionálne ovládanie).

Aby sa zlepšila kvalita spracovania, okrem kontroly nesúosovosťou sa zavádza aj kontrola podľa rýchlosti zmeny nesúososti (z derivácie posunutia vzhľadom na čas). S týmto diferenciálnym riadením systém rýchlejšie reaguje na akúkoľvek zmenu sklonu profilu kopírky a zvyšuje sa presnosť spracovania.

Okrem riadenia vo funkcii diskrepancie a v jej derivačnej funkcii sa riadenie používa aj vo funkcii integrálu diskrepancie v čase (integrálne riadenie). V tomto prípade sa berie do úvahy nielen veľkosť nezrovnalosti, ale aj čas, počas ktorého k nej došlo. V tomto prípade systém získa vlastnosť, v prípade absencie ďalších príkazov, pohybovať sa rovnakým smerom ako v predchádzajúcom úseku cesty. Tento pohyb je podobný vzlietnutiu. Integrálne ovládanie umožňuje v prípade konštantného sklonu profilu vykonávať plynulé kopírovanie s konštantnou polohou kopírovacieho prsta.Pri prudkých zmenách obrysu šablóny je pôsobenie integrálneho ovládania neutralizované pôsobením diferenciálnej regulácie.

Pri kombinovanom riadení sa súčet troch napätí privádza do špeciálnej elektronickej jednotky úmernej hodnote nesúladu, jeho derivácie a časového integrálu a výkonové pohony sú riadené ako funkcia všetkých týchto troch hodnôt.V tomto prípade je možné znížiť chyby spracovania.

V priemysle strojov na rezanie kovov sú na univerzálnych a špecializovaných strojoch inštalované rôzne hydrokopírky. Používajú sa pevné aj variabilné posuvné zariadenia a hydraulický pohon umožňuje jednoducho zabezpečiť plynulú reguláciu posuvu v širokom rozsahu.

Hydrokopírovacie systémy sú rýchle. Môžu poskytovať jednoosové a dvojosové kopírovanie. V presnosti spracovania úspešne konkurujú systémy hydrokopírky elektrickým. V miestnych strojárňach je teraz v prevádzke veľké množstvo elektrokopírovacích a hydrokopírovacích strojov. Elektrické kopírovanie umožňuje vykonávať spracovanie a podľa výkresu umiestneného v stroji, ktorý sa používa namiesto kopírky.