Elektrické kopírování

Mechanické kopírky mají řadu nevýhod, z nichž za prvé je obtížné vyrobit šablony z oceli s vysokou tvrdostí. Mechanické kopírování navíc vyžaduje přenos značných sil, které způsobují elastické deformace kopírovacího čepu nebo válečku a spojů, které jej spojují s nástrojem. To snižuje přesnost zpracování.

Elektrické kopírování umožňuje použití šablon z měkkých, snadno zpracovatelných materiálů (dřevo, sádra, plast, plech, hliník, karton). Dříve obrobený díl může také sloužit jako šablona. Tato součást je obvykle frézována, aby se neopakovaly nepravidelnosti obrábění na následně vyrobených elektrokopiích.

Princip činnosti nejjednodušších elektrokopírovacích strojů je znázorněn na Obr. 1. Na tomto schématu je obrobek 1 opracován vřetenem 3 prstovou frézou 2, frézovací zařízení 4 je spojeno s kopírovací hlavou pevným spojením 5. …

Podpěry a vodítka kolíků jsou takové, že boční tlak na kopírovací kolík se převádí na axiální posuny kolíku kopírovací hlavy.Šablona 9 je umístěna na stole 10, na kterém je také namontován obrobek. Pohon 11 nepřetržitě pohybuje stolem ve směru označeném šipkou. Toto krmivo se nazývá hlavní nebo hlavní krmivo.

Rýže. 1. Elektrická fréza

Rýže. 2. Trajektorie sledovacího prstu

Další zařízení 12 pohybuje kopírovacími a frézovacími hlavami ve vertikálním směru. Tento zdroj se nazývá sledování. Ovládání je konstruováno tak, že když je kontakt 13 otevřený, zařízení 12 přibližuje kopírovací prst blíže k šabloně. Když je kontakt 13 uzavřen, zařízení 12 posune sledovací prst pryč od šablony. Když je kontakt 13 otevřený, pohyb kopírovacího prstu 8 začíná dopředu směrem ke vzoru 9.

Když se dostane do kontaktu se vzorem, prst 8 kopírovací hlavy se zatáhne zpět, páka 14 se otočí a kontakt 13 se sepne. Kopírovací hlava se začne pohybovat dozadu. Kopírovací prst 8 se odstraní ze šablony 9 a otevře se kontakt 13. Poté se kopírovací prst opět přiblíží k šabloně a díky kontinuitě vodícího kanálu se šablona posune a kopírovací prst se šablony dotkne na jiném místě. směřovat.

V důsledku periodických posunů a ústupů kopírovacího prstu s plynulým předním posuvem kopírovací prst popisuje svou dráhu pily a ovine ji kolem šablony (obr. 2, a). Stejnou trajektorii vzhledem k obrobku popisuje rotační nůž 2 pevně spojený s kopírovací hlavou 6 (viz obr. 1).

Na konci zdvihu podélného posuvu se automaticky aktivuje příčný posuv. Řezák a kopírovací prst se pohybují ve směru kolmém k rovině výkresu (obr. 2, b).Posuv olova se obrátí a sledovací kolík a fréza se začnou pohybovat v opačném směru. V tomto případě se prst posune po novém tvaru objemového vzoru a fréza provede nový pohyb po zakřiveném povrchu součásti. Díl je zpracován v několika průchodech. Nejprve se provede hrubování. Poté se dokončení provádí podle stejného vzoru. Nepravidelnosti se následně vyhladí brusným nástrojem.

Podobným způsobem lze obrábět rotační tělesa křivočarými generátory nebo stupňovitými tvary na elektrokopírovacích soustruzích. Kopie takových strojů mají pouze dva posuvy: vedení (podélné) a sledování (příčné). Během procesu kopírování se změní pouze jeden ze dvou vzájemně kolmých kanálů. Takovému kopírování se říká jednoosé kopírování. Při jednoosém kopírování není možné zpracování osazení paralelně s dalším směrem podávání.

Rýže. 3. Třípolohová kopírovací hlava

Rýže. 4. Indukční kopírovací hlava

Použití dvoukontaktní kopírovací hlavy (obr. 3), nazývané třípolohová, také umožňuje ovládat podávání olova, a to i tehdy, když jsou oba kontakty kopírovací hlavy rozpojené. Když se kopírovací prst takové hlavy nedostane do kontaktu s povrchem šablony, kontakt 1 se působením pružiny 3 uzavře. V tomto případě se prst přesune k šabloně a fréza se přesune k součásti. Odesílání potenciálních zákazníků je zakázáno. Když je prst přitlačen proti vzoru, kontakt 1 se otevře, pohyb prstu dopředu se zastaví a začne podávání olova. V tomto případě se špička kopírovacího prstu oddálí od šablony, kontakt 1 se opět uzavře a začne nový pohyb kopírovacího prstu směrem k šabloně.

Tento střídavý pohyb prstů ke vzoru a doprava bude pokračovat do bodu A, inflexního bodu křivky vzoru. V tomto okamžiku vede podélný posuv v důsledku změny směru sklonu profilu ke zvýšení tlaku na kopírovací prst a sepnutí kontaktu 2. V tomto případě řídicí systém zajistí zatažení kopírovací hlava a prst se vzdálí od šablony. Kontakt 2 se otevře a opět se zapne podélný posuv atd. U třípolohové kopírovací hlavy se tedy obrys obchází střídavými podélnými a příčnými pohyby. Kopírování pomocí třípolohové hlavy, kdy je posuv řízen v obou souřadnicích, se nazývá dvousouřadnicové.

Rychlost otáčení elektromotorů uvažovaných systémů se během procesu kopírování nemění. Množství posuvu se nastavuje změnou kinematických řetězců.

Kopírovací hlavy připojené k nízkonapěťovému obvodu (obvykle 12 V). To je způsobeno jak malou vzdáleností mezi kontakty, tak snahou omezit zničení kontaktů v důsledku jiskření. Citlivost kopírovací hlavy a velikost mezery mezi kontakty jsou dány použitým pákovým systémem a setrvačností podavače.

Dalším vývojovým stupněm elektrokopírování byly indukční kopírovací hlavy... V takové hlavě (obr. 4) každá poloha kopírovacího prstu odpovídá poloze kotvy 1 umístěné mezi jádry 2 a 3. Cívky 4-7 jsou umístěné na středních prutech těchto jader . Každé jádro se dvěma vinutími tvoří transformátor. Celý systém se nazývá diferenciální transformátor.

Primární vinutí 4 a 7 jsou zapojena do série a jsou součástí sítě střídavého proudu; sekundární vinutí 5 a 6 jsou vzájemně propojena, např. atd. v. nasměrované opačnými směry. Když je kotva 1 ve střední poloze, např. atd. c. sekundární vinutí jsou vyvážená. Přiblížení kotvy k jednomu z jader vede k tomu, že magnetický tok v něm roste, zatímco v druhém jádru klesá. Výsledný rozdíl v e. atd. c. sekundární vinutí se používají pro plynulé řízení pohonů s proměnným posuvem.

Dvoupolohové a třípolohové kopírovací hlavy obvykle pracují s elektromagnetickými spojkami, které zapínají, odpojují a obracejí všechny podávání. Zjednodušené schéma kopírky s třípolohovou hlavou je na Obr. 5. Když se kopírovací prst nedotkne šablony, kontakt 1 se uzavře. V tomto případě sepne relé sledovacího napájecího zdroje 1PC a cívka RVP1 vedoucího napájecího zdroje. Když je elektromagnetická spojka MB zapnutá, je přiváděna dopředu (směrem k šabloně). Relé RVP má dvě cívky RVP1 a RVP2 a aktivuje se při sepnutí jedné z nich. V tomto případě je cívka RVP1 zapnuta a kontakt RVP je rozpojený.

Když sledovací prst stlačí povrch sledovače, kontakt 1 se otevře a posuv vpřed se zastaví. Kromě toho se vypne cívka RVP1, sepne se rozpínací kontakt RVP, zapne se konektor ML a spustí se levý zdroj (při zapnutí konektoru MP se spustí pravý zdroj). Kopírovací prst se v tomto případě pohybuje.

Pokud se tlak na kopírovací prst sníží, kontakt se opět uzavře a kopírovací prst se přesune do vzoru.Pokud je profil vzoru takový, že posunutí způsobí zvýšení tlaku na kopírovací prst, kontakt 2 se sepne, sepne další relé 2PC sledovacího výkonu a RVP2 cívky relé RVP. Tím se zapne spojka MH a začne se pohybovat kopírovacím prstem směrem od vzoru. Pokud se spínač P přesune do horní polohy, místo podávání doleva dojde k podélnému posuvu doprava.

Elektrické kontaktní hlavy kopírky a elektromagnetické spojky používané v univerzálních strojních kopírkách. Chyby při kopírování jsou obvykle v rozmezí 0,05-0,1 mm. Domácí stroje speciálně navržené pro elektrokopírování mají indukční kopírovací hlavy a podavače, jejichž rychlost je řízena automaticky.

Rýže. 5. Schéma elektrokopírovacího soustruhu

Rýže. 6. Napájecí zdroje pro elektrokopírování

Při použití pohonů s proměnným posuvem je pro zajištění přesného kopírování, vysoké produktivity a čistoty povrchu nutné, aby tečna posuvu k obrysu byla rozměrově konstantní a nezávisela na úhlu sklonu profilu. Nechť obrys, který se má kopírovat, je kruh (obr. 6):

kde sx a sy jsou přední a koncové emise, mm/min.

Pokud je výsledný vektor rychlosti posuvu tečný ke obrysu, pak

Pro nejvyšší přesnost a produktivitu tedy musí být rychlosti posuvu variabilní a vzájemně propojené.

Kontrolní kopírování z bezkontaktních kopírovacích hlav se provádí ve funkci pohybu kopírovacího prstu vzhledem k jeho neutrální poloze.Vzhledem k tomu, že když nedochází k žádnému odsazení, jsou sledovací kolík a fréza ve stejných polohách, je ovládání ve funkci odsazení prstu ovládáním podle nesouladu mezi polohami prstu a frézy (proporcionální ovládání).

Pro zlepšení kvality zpracování je kromě řízení nesouosostí zavedeno řízení rychlostí změny nesouososti (z derivace posunutí s ohledem na čas). S tímto diferenciálním řízením systém rychleji reaguje na jakoukoli změnu sklonu profilu kopírky a zvyšuje se přesnost zpracování.

Kromě řízení ve funkci diskrepance a v její derivační funkci se řízení používá také ve funkci integrálu diskrepance v čase (integrální řízení). V tomto případě se bere v úvahu nejen velikost nesouladu, ale také doba, po kterou k němu došlo. V tomto případě systém získá vlastnost, při absenci dalších příkazů, pohybovat se stejným směrem jako v předchozím úseku silnice. Tento pohyb je podobný vzletu. Integrální ovládání umožňuje v případě konstantního sklonu profilu provádět plynulé kopírování s konstantní polohou kopírovacího prstu.Při prudkých změnách obrysu šablony je činnost integrálního ovládání neutralizována působením diferenciální regulace.

Při kombinovaném řízení je součet tří napětí přiváděn do speciální elektronické jednotky úměrné hodnotě nesouladu, jeho derivaci a časovému integrálu, a výkonové pohony jsou řízeny jako funkce všech těchto tří hodnot.V tomto případě lze omezit chyby zpracování.

V průmyslu strojů na řezání kovů jsou různé hydrokopírovací stroje instalovány na univerzálních a specializovaných strojích. Používají se jak pevná, tak variabilní posuvná zařízení a hydraulický pohon umožňuje jednoduše zajistit plynulou regulaci posuvu v širokém rozsahu.

Hydrokopírovací systémy jsou rychlé. Mohou poskytovat jednoosé a dvouosé kopírování. Hydrokopírovací systémy úspěšně konkurují těm elektrickým v přesnosti zpracování. V místních strojírenských závodech je nyní v provozu velké množství elektrokopírek a hydrokopírek. Elektrické kopírování umožňuje provádět zpracování a podle výkresu umístěného ve stroji, který se používá místo kopírky.