Механические системы кулачкового управления

К числу одних из первых систем автоматического управления станками относятся системы кулачкового программного управления (системы управления с распределительным валом) [11,12]. Их эффективно используют на токарных станках автоматах и полуавтоматах, работающих в условиях крупносерийного и массового производства. В этих системах в качестве программоносителей используют кулачки барабанного типа и дисковые кулачки, установленные на вращающемся распределительном валу (см.рис.1.1). Особенностью таких кулачков является то, что они одновременно выполняют функции программоносителя и функции элемента привода – тягового устройства, работающего в цикловом режиме. Изменяя профиль кулачка, можно получить любой требуемый закон движения рабочего органа станка.

а) б)

Рис.1.1 Схема работы кулачкового привода:

а – с использованием кулачка барабанного типа; б - с использованием кулачка

дискового типа. 1 – шпиндель станка; 2 – подвижная каретка,

на которую устанавливается резцедержатель; 3 – кулачок.

На таких станках автоматически в требуемый момент происходит подвод и отвод рабочего органа, включение необходимого движения – вращения шпинделя или подачи, а также автоматическая установка, закрепление и съем заготовок. По окончанию цикла обработки одной заготовки, станок автоматически переключается на выполнение того же цикла обработки над последующей заготовкой. Обслуживающий рабочий осуществляет периодическую загрузку станка-автомата заготовками, осуществляет контроль за состоянием станка, режущего инструмента и параметрами точности изготавливаемых деталей. В качестве заготовок на этих станках используют сортовой круглый прокат, бунты проволоки для мелких деталей, а также штучные заготовки штамповки или отливки, которые устанавливают вручную или с помощью манипулятора.

По конструкции станки с кулачковыми механизмами бывают одно- и многошпиндельные, с вертикальным и горизонтальным расположением шпинделей. В прутковых токарных автоматах подача заготовок - круглого проката или проволоки осуществляется через полый шпиндель. На рис.1.2 приведена принципиальная схема конструкции и показан принцип работы токарного кулачкового автомата для изготовления деталей тел вращения из прутка. Осевое перемещение продольного суппорта 4, на котором установлены резец и сверло, осуществляется от барабанного кулачка 6. Перемещение поперечного суппорта 7 с установленным на нем отрезным резцом осуществляется от дискового кулачка 8. Барабанный кулачок 11 перемещает муфту 2, обеспечивая зажим и освобождение прутка. А барабанный кулачок 12 перемещает муфту 1, которая осуществляет осевое перемещение прутка. Вращение шпинделя 3 происходит через ременную передачу, а распределительного вала 5 через червяк 9 и червячное колесо

Рис.1.2 Принципиальная схема конструкции токарного кулачкового

автомата.

На станках-полуавтоматах по окончанию цикла обработки каждой штучной заготовки станок останавливается, а затем требуется участие рабочего для снятия полученной детали, установки новой заготовки и включения цикла работы станка.

Станки автоматы с кулачковым управлением имеют высокую надежность, сравнительную простоту в обслуживании и управлении. Однако управление на таких станках осуществляется по детерминированной программе, определяемой формой кулачков, что вызывают большие сложности при перенастройке их на обработку другой, даже схожей детали. Это связано с необходимостью изготовления и установки новых кулачков. Размеры создаваемых кулачков ограничены габаритами станка, поэтому величина перемещения рабочих органов, управляемых дисковыми кулачками обычно составляет 100…200мм, а при использовании барабанных кулачков – 300мм.

В станках с кулачковым управлением отсутствует обратная связь о фактическом положении рабочего органа, поэтому такие системы относят к системам управления незамкнутого типа.

Станки автоматы и полуавтоматы с кулачковым управлением эффективно применяют при больших программах выпуска изделий в крупносерийном и массовом производстве. Потребность автоматизации серийного производства обусловило необходимость создания более совершенных станков, система управления которых обладает технологической гибкостью, обеспечивающей возможность их перенастройки на изготовление других однотипных деталей.

Дата добавления: 2014-01-03