Cấu trúc truyền động chính của máy cắt góc vuông CNC cỗ máy chủ yếu bao gồm bốn loại: loại thủy lực, loại ly hợp, loại đầu bi servo một điểm và loại dẫn động servo bốn điểm. Cơ cấu thủy lực cần được trang bị hệ thống làm mát bằng dầu thủy lực. Việc rò rỉ dầu thủy lực và xử lý dầu thải sẽ gây ô nhiễm môi trường nhất định. Ngoài ra, bơm dầu trong trạm thủy lực hoạt động liên tục sẽ sinh ra nhiệt năng thất thoát nhiều. Máy cắt không cắt. Nó cũng có lúc tiêu tốn điện năng, dẫn đến tiêu hao nhiều năng lượng. Động cơ kết cấu kiểu ly hợp luôn trong tình trạng làm việc, tiêu hao nhiều năng lượng. Ngoài ra, hành trình cắt của máy cắt cần được điều chỉnh tại chỗ. Phương pháp điều chỉnh là điều chỉnh cơ học, tốc độ điều chỉnh chậm và không dễ đảm bảo độ chính xác.

Cấu trúc truyền động chính chung

Cơ cấu truyền động chính của máy cắt góc phải CNC chủ yếu bao gồm bốn loại: loại thủy lực, loại ly hợp, loại đầu bi servo một điểm và loại dẫn động servo bốn điểm. Cơ cấu thủy lực cần được trang bị hệ thống làm mát bằng dầu thủy lực. Việc rò rỉ dầu thủy lực và xử lý dầu thải sẽ gây ô nhiễm môi trường nhất định. Ngoài ra, bơm dầu trong trạm thủy lực hoạt động liên tục sẽ sinh ra nhiệt năng thất thoát nhiều. Máy cắt tôn không cắt Có lúc còn tốn điện, tiêu hao nhiều năng lượng. Động cơ kết cấu kiểu ly hợp luôn trong tình trạng làm việc, tiêu hao nhiều năng lượng. Ngoài ra, hành trình cắt của máy cắt cần được điều chỉnh tại chỗ. Phương pháp điều chỉnh là điều chỉnh cơ học, tốc độ điều chỉnh chậm và không dễ đảm bảo độ chính xác.

Động cơ servo đầu bi servo một điểm điều khiển trục vít bi trực tiếp dẫn động trụ dụng cụ phía trên để thực hiện việc cắt vật liệu dạng tấm. Cấu trúc này tương đối nhỏ gọn, loại bỏ sự cần thiết của các liên kết truyền trung gian, và có thể hoàn thành công việc cắt hiệu quả và tiết kiệm năng lượng hơn. Tuy nhiên, giá đỡ dụng cụ sẽ tạo ra lực ngang lớn theo hai hướng trong quá trình cắt và giá đỡ dụng cụ có nguy cơ bị lật. Kết cấu đầu bi một điểm không thể khắc phục được nhược điểm này. Tất cả các lực bên được tạo ra bởi giá đỡ dụng cụ. Thanh dẫn hướng thẳng đứng phía sau chịu, khi trụ dụng cụ cắt các tấm có độ dày khác nhau hoặc độ bền khác nhau, các lực bên khác nhau sẽ được tạo ra và thanh dẫn hướng cũng sẽ biến dạng theo các mức độ khác nhau, điều này sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của việc cắt theo cả hai hướng. Để tránh lực bên quá lớn, chiều dài cắt tối đa của máy công cụ có kết cấu này sẽ bị hạn chế.

Cấu trúc dẫn động servo bốn điểm được điều khiển bởi động cơ trợ động kép bốn điểm. Nó có các đặc điểm của hành trình có thể điều chỉnh, tải trọng chống lệch tâm và tiết kiệm năng lượng. So với các cơ cấu truyền động chính khác, nó có những ưu điểm rõ ràng. Bài viết này sử dụng phương pháp truyền lực chính của kéo cắt góc vuông làm đối tượng nghiên cứu, phân tích và giải thích những lưu ý trong quá trình thiết kế.

Thành phần cấu trúc và nguyên tắc

Máy cắt góc vuông bốn điểm điều khiển bằng servo chủ yếu bao gồm khung, giá đỡ dao trên, giá giữ dao dưới, thiết bị truyền động, thiết bị ép, hệ thống bôi trơn và hệ thống làm mát. Hai bộ lưỡi cắt lắp ở góc vuông được lắp song song ở mặt trên và mặt dưới. Trên trục X và trục Y của trụ dao, tấm có thể được cắt vuông góc trong mặt phẳng nằm ngang.

Cơ cấu truyền động của máy cắt xén góc phải gồm có động cơ servo, trục vít me bi, khối nêm, v.v ... như hình 1. Mô tơ servo truyền động cho trục vít dẫn quay qua khớp nối, trục vít me. đẩy khối nêm di chuyển sang phải, và bề mặt dưới của khối nêm ép giá đỡ dao trên để đẩy giá đỡ dao trên di chuyển xuống dưới, sau đó truyền động cho lưỡi dao trên cắt tấm. Để đảm bảo trụ dụng cụ phía trên có thể chống lại lực cắt theo phương X / Y một cách hiệu quả trong quá trình chuyển động cắt, hai bộ cơ cấu truyền động được thiết lập. Hai bộ cơ cấu truyền dẫn động nêm nghiêng tiếp xúc với các con lăn của trụ dụng cụ trên. Khi máy cắt góc phải thực hiện động tác cắt, các nêm xiên trái và xiên phải trên hai bộ cơ cấu truyền lực cùng đẩy trụ dao phía trên chuyển động xuống dưới để hoàn thành động tác cắt.

Nguyên tắc tải chống lệch tâm của máy cắt góc vuông điều khiển bằng servo bốn điểm là: tại thời điểm trụ dụng cụ phía trên cắt tấm, hai bộ thiết bị truyền động được điều khiển đồng bộ bởi động cơ servo và thiết bị truyền động đồng bộ là cực kỳ cứng nhắc. Đẩy trụ dao phía trên cân bằng xu hướng quay do lực cắt gây ra tại bất kỳ điểm nào để trụ dao phía trên có thể làm biến dạng dao rất nhỏ dưới tác dụng của lực cắt, do đó đảm bảo chất lượng cắt.

Phân tích lắp ráp đường sắt

Lưỡi trên của máy cắt góc vuông bốn điểm điều khiển bằng servo nằm ở giữa khung. Việc lắp ráp thanh dẫn bốn cạnh rất khó và tốn kém. Do đó, bộ phận giữ lưỡi trên trong ngành hầu hết sử dụng hướng dẫn hai mặt. Hai bề mặt lắp ráp dẫn hướng vuông góc với nhau. Có hai cách để lắp ráp ray dẫn hướng: gần lưỡi cắt và xa lưỡi cắt, như trong Hình 2.

Trong hình 2, người giữ dụng cụ trên và ram được kết nối bằng vít, và thanh dẫn hướng và khung được kết nối bằng vít. Trong quá trình cắt tấm, phản lực của tấm lên lưỡi cắt trên nằm ngang cộng với lực cắt dọc. Lực đẩy định hướng, được tạo ra bởi các lưỡi trên và dưới ép tấm.

Khi ray dẫn hướng gần với cụm lưỡi cắt, lực được truyền đến khung thông qua thanh ram gần đó, và độ cứng của khung hạn chế năng suất dao trong quá trình cắt. Ưu điểm là biến dạng của khung dao trên ít ảnh hưởng, nhược điểm là khả năng chịu lực của ram không đồng đều. Khả năng chịu lực của ram gần lực lớn và vít xiết ray dẫn hướng có xu hướng bị kéo giãn dưới tác dụng của lực. Ray dẫn hướng dễ bị trượt khi xén tấm dày và lệch khỏi vị trí lắp ráp ban đầu.

Khi ray dẫn hướng ra xa cụm lưỡi cắt, lực được truyền đến giá thông qua giá đỡ dụng cụ phía trên. Do sự biến dạng phối hợp của giá đỡ dụng cụ phía trên, khả năng chịu lực của mỗi ram là đồng đều, và các vít bắt ray dẫn hướng không bị ảnh hưởng bởi lực và sẽ không bị lệch khỏi vị trí lắp ráp ban đầu. Nhược điểm Trong quá trình truyền lực, bộ gá dao trên sinh ra một biến dạng nhất định. Khi cắt các vật liệu có độ dày khác nhau, việc điều chỉnh khe hở lưỡi dao cần xem xét một cách toàn diện ảnh hưởng của sự biến dạng của giá đỡ dụng cụ phía trên.

Phân tích tác dụng của xi lanh áp lực

Phần cắt của tấm kim loại được chia thành bốn khu vực, đó là khu vực sụp đổ, khu vực nhẵn, khu vực nứt và khu vực gờ. Vùng nhẵn là biến dạng dẻo dưới ứng suất đùn, và ba vùng còn lại là dẻo dưới ứng suất kéo. Sự biến dạng. Trong giai đoạn ép đùn, do hạn chế của lưỡi cắt trên và dưới, tấm không trượt. Trong giai đoạn kéo căng, tấm được kéo căng và trượt. Trong kỹ thuật, phương pháp ép thường được sử dụng để hạn chế hiện tượng trượt tấm.

Trong thiết kế máy cắt thực tế, lực ép thiết kế nhỏ hơn nhiều so với giá trị tính toán của công thức tính toán thực nghiệm. Ví dụ, 40 bộ xi lanh có đường kính xi lanh là 25mm được chọn cho vật liệu ép, và áp suất làm việc là 0,6MPa. Lực ra lý thuyết lớn nhất mà xi lanh có thể cung cấp là 9080N. Khi cắt một tấm thép không gỉ có kích thước 2500mm × 1500mm × 4mm, lực ép tính theo công thức kinh nghiệm là 87529N. Giá trị thiết kế thực tế nhỏ hơn nhiều so với giá trị tính toán lý thuyết, chứng tỏ rằng xi lanh cắt không được sử dụng để hạn chế sự trượt của tấm. Thay vào đó, nó được sử dụng để hạn chế việc nâng tấm lên trong quá trình cắt và ngăn lưỡi cắt phía trên nâng tấm lên trong hành trình quay trở lại. Sự trượt của tấm chủ yếu được giới hạn bởi kẹp, nhưng ở khu vực xa kẹp, độ cứng của tấm tương đối cao. Yếu, hạn chế này sẽ không đáng kể nên độ chính xác khi cắt sẽ kém hơn.

Góc trống quá gần với lưỡi dao, và lực giữ do lực giữ cung cấp sẽ tạo ra một mô men chống nâng nhỏ. Khi cắt các tấm dày, xi lanh giữ không đủ khả năng giữ; góc khoảng trống quá xa so với lưỡi dao, và lưỡi dao phía trên quay trở lại với vật liệu khi cắt các tấm mỏng. Thông thường, chất thải tấm quá rộng và tỷ lệ sử dụng tấm thấp.

Các biện pháp đảm bảo độ chính xác của máy cắt

Các khuyết tật về chất lượng cắt của vật liệu tấm chủ yếu bao gồm võng, gờ, độ song song kém của các mặt đối diện, độ vuông góc kém của các mặt liền kề, v.v., liên quan đến khoảng cách lưỡi cắt, độ song song của lưỡi cắt trên và dưới, độ vuông góc của tấm và lưỡi cắt.

Khe hở lưỡi cắt quá nhỏ sẽ làm tăng lực cắt, đồng thời làm tăng ma sát giữa lưỡi cắt và mép tấm, đồng thời làm tăng tốc độ mòn của lưỡi cắt. Nếu khe hở quá lớn, thép tấm vật liệu nhựa sẽ tạo ra gờ, và vết gãy của tấm thép vật liệu giòn sẽ thô. Giá trị của khe hở liên quan đến độ dày của tấm thép và cơ tính của tấm thép. Hiện nay, các loại kéo cắt cành hầu hết đều được trang bị thiết bị điều chỉnh khe hở tự động.

Sự khác biệt về độ song song của lưỡi trên và dưới sẽ làm cho khe hở của lưỡi thay đổi trong quá trình hoạt động của lưỡi trên, và độ thẳng đứng của lưỡi trên cũng sẽ thay đổi theo. Trong quá trình cắt sẽ phát sinh các khuyết tật như xẹp mép, gờ, kéo vật liệu, tước lưỡi dao; Sự thay đổi của độ vuông góc đối với lưỡi dao, ngoài bản thân lưỡi dao, sự biến dạng của bản thân tấm cũng sẽ ảnh hưởng đến nó.

Điều khiển đồng bộ động cơ servo đôi

Máy cắt dẫn động servo bốn điểm sử dụng bộ truyền động servo đôi và chế độ điều khiển vòng bán kín. Động cơ thông qua điều khiển đồng bộ. Trục đồng bộ giàn được kết nối với hệ thống NC CNC để điều khiển thống nhất. Động cơ chính và động cơ phụ được điều khiển đồng thời bởi NCU (Đơn vị điều khiển hệ thống điều khiển số). Kiểm soát vị trí. Trong hành trình không tải, sự đồng bộ hóa của động cơ servo kép rất tốt, nhưng trong quá trình cắt, độ chính xác đồng bộ hóa của động cơ servo kép dao động tại một thời điểm nhất định. Sự không đồng bộ hóa của động cơ kép làm cho trụ dụng cụ phía trên và lưỡi dao phía trên bị nghiêng, sau đó Ảnh hưởng đến độ chính xác của quá trình gia công. Bằng cách kiểm soát phạm vi dao động cho phép của độ lệch pha của động cơ kép, trụ dao trên được điều khiển để chạy trơn tru, do đó đảm bảo sự song song của lưỡi dao trên và dưới.

Nêm nghiêng được khớp với con lăn của trụ dụng cụ phía trên

Trong quá trình lắp ráp, sự ăn khớp của nêm nghiêng và giá đỡ dụng cụ phía trên có thể không gần nhau lắm, và có một số yếu tố trong điều này.

⑴ Lỗi lắp ráp. Trong quá trình lắp ráp, nêm chéo phải vừa khít với con lăn của trụ dụng cụ phía trên và lực tiếp xúc phải đồng đều. Nếu lực tác dụng bởi các nêm riêng lẻ lên trụ dụng cụ phía trên quá lớn, nêm và con lăn sẽ xuất hiện trong quá trình hoạt động. khoảng cach.

⑵ Lỗi sản xuất. Có sai số về góc của nêm lắp ráp trên thiết bị dẫn động, đây là nguyên nhân chính gây ra khe hở động giữa nêm và con lăn trong quá trình vận hành.

⑶ Ứng suất lắp ráp. Nếu cơ cấu truyền động kép được kết nối với trụ dao trên không hợp lý, hoặc động cơ đồng bộ không được ngắt đúng cách trước khi bật nguồn, sẽ có ứng suất giữa cơ cấu truyền động kép và trụ dao trên. Trong hoạt động chạy không tải, sẽ chỉ có một ổ Cơ chế cung cấp năng lượng chính. Sau một thời gian dài, sẽ có khoảng cách giữa bộ nêm kia và trụ dụng cụ phía trên.

Có một khe hở giữa nêm xiên và con lăn của trụ dụng cụ trên. Ảnh hưởng đến độ chính xác gia công tương tự như ảnh hưởng của lỗi đồng bộ hóa động cơ servo. Trong quá trình cắt, sự chênh lệch độ cao giữa mặt trái và mặt phải của trụ dụng cụ trên sẽ dao động, điều này sẽ ảnh hưởng đến khe hở của lưỡi dao. Tình trạng này cũng dễ gây ra hiện tượng rung giật trong quá trình vận hành, gây ra tiếng ồn và hư hỏng các bộ phận chính. Vì vậy, trong quá trình lắp ráp thực tế, cần phải theo dõi động khe hở giữa con chêm và con lăn ở các khoảng thời gian khác nhau.

Tấm võng xuống

Khi máy cắt góc vuông cắt các phôi lớn, chẳng hạn như phôi lớn hơn 300mm theo cả hai hướng X / Y, độ cứng của tấm kém khi nó được đặt phẳng. Trước khi bắt đầu cắt, tấm bị chùng xuống do trọng lực và ở xa tấm trong vùng được kẹp Do độ lệch của biến dạng so với vị trí đặt, chất lượng cắt của các cạnh liền kề của tấm và độ song song ngược lại các cạnh sẽ xấu đi. Biện pháp đơn giản nhất là thiết kế một bộ cơ cấu chống đỡ để hạn chế độ võng của tôn. Hình 3 cho thấy sơ đồ nguyên lý hỗ trợ được sử dụng phổ biến nhất của máy cắt. Xylanh sử dụng nguyên lý của đòn bẩy để đẩy đầu kia của con lăn đỡ di chuyển lên trên theo chuyển động tròn, tiết kiệm không gian lắp ráp.

Bài viết này trình bày chi tiết về các đặc điểm của máy cắt góc vuông hiện có. Lấy kéo cắt góc vuông bốn điểm do servo điều khiển làm đối tượng, cấu trúc, thành phần và nguyên lý làm việc được giải thích. Phương pháp dẫn hướng của trụ công cụ trên và xi lanh ép. Hiệu quả được phân tích; Ảnh hưởng của việc đồng bộ hóa động cơ, lắp ráp cơ cấu truyền động và độ võng của vật liệu tấm lên độ chính xác của máy cắt góc vuông được phân tích và đưa ra các biện pháp đảm bảo tương ứng để cung cấp hướng dẫn và đề xuất cho việc thiết kế máy cắt góc vuông.