Bez nazwy 5 2

T

Rys. 3.67. Schcmai obrabiarki typu Cantry (a) i obrabiarki portalowej (b)

Rys. 3.68. Bczstopniowy dwuzakresowy napęd główny wiertarko-frezarki WFM-100N

Przy ruchu zespołów roboczych o szerokim rozstawie prowadnic, np. bramy frezarki, występuje zjawisko zakleszczania się na jednej z prowadnic. Zakleszczanie wynika zarówno z niesymetrycznego obciążenia np. siłami skrawania, jak i niesymetrycznego napędu. Dzięki zastosowaniu do napędu bramy dwóch niezależnych serwomechanizmów sterowanych numerycznie można uniknąć niekorzystnego zakleszczania nawet przy niesymetrycznym obciążeniu siłami skrawania.

Na podstawie analizy współczesnych obrabiarek sterowanych numerycznie można twierdzić, że rozwój napędów posuwu zmierza w kierunku upowszechnienia bezszczotkowych, bezstopniowych silników prądu przemiennego o regulowanej częstotliwości. Takie właśnie napędy pozwalają na pełne wykorzystanie możliwości współczesnych sterowań numerycznych.

3. Eliminowanie niercgulowanych silników prądu przemiennego z napędów głównych. Napędy główne obrabiarek, również obrabiarek NC, przez wiele lat były zdominowane przez nieregulowane, trójfazowe silniki asynchroniczne indukcyjne prądu przemiennego z wielostopniową skrzynką prędkości z przesuwnymi kołami zębatymi. Wraz z rozwojem sterowań numerycznych wyraźnemu ograniczeniu uległo stosowanie przekładni zębatych, zwłaszcza z kołami przesuwnymi, na korzyść przekładni sprzęgłowych. Stosowanie sprzęgieł elektromagnetycznych pozwoliło na zdalną (programową), skokową zmianę prędkości. Równocześnie coraz powszechniej zaczęto stosować regulowane (tyrystorowo) napędy prądu stałego. Zakres bezstopniowej zmiany prędkości tych napędów dla mocy do 100 kW nie przekracza zwykle 50 (100). Ponieważ nic pokrywa to na ogół potrzeb uniwersalnej obrabiarki, w łańcuchach kinematycznych napędów głównych wprowadzono dwu- lub trójstopniowe przekładnie zębate sprzęgłowe. Dzięki temu uzyskano obrabiarkę o bardzo szerokim zakresie bezstopniowej zmiany prędkości napędu głównego, ale w dwu lub trzech zakresach. Zmiana zakresu, dzięki przekładniom zębatym sprzęgłowym, może być realizowana programowo. Na rysunku 3.68 przedstawiono schemat kinematyczny takiego napędu zrealizowany w wiertarko-frezarce WFM-100N.

W wyniku powstania regulowanych (na drodze zmiany częstotliwości) napędów prądu przemiennego, o bardzo korzystnych charakterystykach statycznych (szeroki zakres bezstopniowej regulacji przy zachowaniu dużej sztywności charakterystyki mechanicznej) stało się możliwe bezpośrednie napędzanie wrzeciona obrabiarki. Na rysunku 3.69 przedstawiono zrealizowaną już w praktyce koncepcję firmy Indramat bezpośredniego napędu wrzeciona przy użyciu silnika asynchronicznego z regulowaną częstotliwością.

Napędy główne obrabiarek NC są wyposażone w urządzenia do kątowego ustawiania położenia wrzeciona w stan spoczynku. Za pomocą tych urządzeń można ustalić jednoznaczne kątowe położenie wrzeciona w celu automatycznej wymiany narzędzi. W pierwszych obrabiarkach NC były to urządzenia typu łącznik drogowy. Nowoczesne obrabiarki NC realizują to zadanie na drodze programowej z wykorzystaniem układu pomiarowego położenia kątowego wrzeciona. Zastosowanie układów pomiarowych położenia kątowego wrzeciona stało się nieodzowne wraz z wprowadzeniem numerycznego sterowania ruchu obrotowego wrzeciona.

Rozwiązanie kątowego ustawienia wrzeciona na drodze programowej poszerzyło możliwości technologiczne obrabiarki. Na przykład w wytaczarkach powstała możliwość wprowadzania wrzeciona z wytaczadłem do wytaczanego otworu w sposób nieosiowy, a następnie wycentrowania wrzeciona i wyta-

162

163