"Kërkesat dhe Masat e Optimizimit për Mekanizmin e Transmetimit të Ushqimit të Makinerive CNC"
Në prodhimin modern, makinat CNC janë bërë pajisje kyçe përpunimi për shkak të avantazheve të tyre si preciziteti i lartë, efikasiteti i lartë dhe shkalla e lartë e automatizimit. Sistemi i transmetimit të ushqimit të makinave CNC zakonisht punon me një sistem servo furnizimi, i cili luan një rol vendimtar. Sipas mesazheve të udhëzimeve të transmetuara nga sistemi CNC, ai amplifikon dhe më pas kontrollon lëvizjen e komponentëve aktivizues. Ai jo vetëm që duhet të kontrollojë me saktësi shpejtësinë e lëvizjes së furnizimit, por edhe të kontrollojë me saktësi pozicionin e lëvizjes dhe trajektoren e mjetit në lidhje me pjesën e punës.
Një sistem tipik i ushqyerjes me qark të mbyllur i një makine CNC përbëhet kryesisht nga disa pjesë, të tilla si krahasimi i pozicionit, komponentët e amplifikimit, njësitë lëvizëse, mekanizmat mekanikë të transmetimit të ushqyerjes dhe elementët e reagimit të zbulimit. Midis tyre, mekanizmi mekanik i transmetimit të ushqyerjes është i gjithë zinxhiri mekanik i transmetimit që konverton lëvizjen rrotulluese të servomotorit në lëvizjen lineare të ushqyerjes së tryezës së punës dhe mbajtëses së mjetit, duke përfshirë pajisjet e reduktimit, çiftet e vidave dhe dadove të plumbit, komponentët udhëzues dhe pjesët e tyre mbështetëse. Si një hallkë e rëndësishme në sistemin servo, mekanizmi i ushqyerjes së makinave CNC jo vetëm që duhet të ketë saktësi të lartë pozicionimi, por edhe të ketë karakteristika të mira reagimi dinamik. Përgjigja e sistemit ndaj sinjaleve të udhëzimeve të ndjekjes duhet të jetë e shpejtë dhe stabiliteti duhet të jetë i mirë.
Për të siguruar saktësinë e transmetimit, stabilitetin e sistemit dhe karakteristikat dinamike të reagimit të sistemit të furnizimit të qendrave vertikale të përpunimit, paraqiten një sërë kërkesash të rrepta për mekanizmin e furnizimit:
I. Kërkesa për mungesë boshllëku
Hapësira e transmisionit do të çojë në gabim të zonës së vdekur të përmbysur dhe do të ndikojë në saktësinë e përpunimit. Për të eliminuar sa më shumë hapësirën e transmisionit, mund të përdoren metoda të tilla si përdorimi i një boshti lidhës me eliminimin e hapësirës dhe çifteve të transmisionit me masa eliminimi të hapësirës. Për shembull, në çiftin e vidave dhe dadove kryesore, metoda e parangarkesës me dado të dyfishtë mund të përdoret për të eliminuar hapësirën duke rregulluar pozicionin relativ midis dy dadove. Në të njëjtën kohë, për pjesë të tilla si transmisionet me ingranazhe, metoda të tilla si rregullimi i boshteve ose elementëve elastikë mund të përdoren gjithashtu për të eliminuar hapësirën për të siguruar saktësinë e transmisionit.
Hapësira e transmisionit do të çojë në gabim të zonës së vdekur të përmbysur dhe do të ndikojë në saktësinë e përpunimit. Për të eliminuar sa më shumë hapësirën e transmisionit, mund të përdoren metoda të tilla si përdorimi i një boshti lidhës me eliminimin e hapësirës dhe çifteve të transmisionit me masa eliminimi të hapësirës. Për shembull, në çiftin e vidave dhe dadove kryesore, metoda e parangarkesës me dado të dyfishtë mund të përdoret për të eliminuar hapësirën duke rregulluar pozicionin relativ midis dy dadove. Në të njëjtën kohë, për pjesë të tilla si transmisionet me ingranazhe, metoda të tilla si rregullimi i boshteve ose elementëve elastikë mund të përdoren gjithashtu për të eliminuar hapësirën për të siguruar saktësinë e transmisionit.
II. Kërkesa për fërkim të ulët
Përdorimi i një metode transmetimi me fërkim të ulët mund të zvogëlojë humbjen e energjisë, të përmirësojë efikasitetin e transmetimit dhe gjithashtu të ndihmojë në përmirësimin e shpejtësisë së reagimit dhe saktësisë së sistemit. Metodat e zakonshme të transmetimit me fërkim të ulët përfshijnë udhëzues hidrostatikë, udhëzues rrotullues dhe vida sferike.
Përdorimi i një metode transmetimi me fërkim të ulët mund të zvogëlojë humbjen e energjisë, të përmirësojë efikasitetin e transmetimit dhe gjithashtu të ndihmojë në përmirësimin e shpejtësisë së reagimit dhe saktësisë së sistemit. Metodat e zakonshme të transmetimit me fërkim të ulët përfshijnë udhëzues hidrostatikë, udhëzues rrotullues dhe vida sferike.
Udhëzuesit hidrostatikë formojnë një shtresë filmi vaji nën presion midis sipërfaqeve udhëzuese për të arritur rrëshqitje pa kontakt me fërkim jashtëzakonisht të vogël. Udhëzuesit rrotullues përdorin rrotullimin e elementëve rrotullues në shinat udhëzuese për të zëvendësuar rrëshqitjen, duke zvogëluar shumë fërkimin. Vidat sferike janë komponentë të rëndësishëm që e shndërrojnë lëvizjen rrotulluese në lëvizje lineare. Sferat rrotullohen midis vidës udhëheqëse dhe arrës me një koeficient të ulët fërkimi dhe efikasitet të lartë transmetimi. Këta komponentë transmetimi me fërkim të ulët mund të zvogëlojnë në mënyrë efektive rezistencën e mekanizmit të furnizimit gjatë lëvizjes dhe të përmirësojnë performancën e sistemit.
III. Kërkesa për inerci të ulët
Për të përmirësuar rezolucionin e makinës dhe për ta përshpejtuar sa më shumë tryezën e punës për të arritur qëllimin e ndjekjes së udhëzimeve, momenti i inercisë i konvertuar në boshtin e transmisionit nga sistemi duhet të jetë sa më i vogël të jetë e mundur. Kjo kërkesë mund të arrihet duke zgjedhur raportin optimal të transmisionit. Zgjedhja e arsyeshme e raportit të transmisionit mund të zvogëlojë momentin e inercisë së sistemit, duke përmbushur njëkohësisht kërkesat e shpejtësisë së lëvizjes dhe përshpejtimit të tryezës së punës. Për shembull, gjatë projektimit të një pajisjeje reduktimi, sipas nevojave aktuale, mund të zgjidhet një raport i përshtatshëm ingranazhesh ose raport i rrotullës së rripit për të përputhur shpejtësinë e daljes së servomotorit me shpejtësinë e lëvizjes së tryezës së punës dhe për të zvogëluar momentin e inercisë në të njëjtën kohë.
Për të përmirësuar rezolucionin e makinës dhe për ta përshpejtuar sa më shumë tryezën e punës për të arritur qëllimin e ndjekjes së udhëzimeve, momenti i inercisë i konvertuar në boshtin e transmisionit nga sistemi duhet të jetë sa më i vogël të jetë e mundur. Kjo kërkesë mund të arrihet duke zgjedhur raportin optimal të transmisionit. Zgjedhja e arsyeshme e raportit të transmisionit mund të zvogëlojë momentin e inercisë së sistemit, duke përmbushur njëkohësisht kërkesat e shpejtësisë së lëvizjes dhe përshpejtimit të tryezës së punës. Për shembull, gjatë projektimit të një pajisjeje reduktimi, sipas nevojave aktuale, mund të zgjidhet një raport i përshtatshëm ingranazhesh ose raport i rrotullës së rripit për të përputhur shpejtësinë e daljes së servomotorit me shpejtësinë e lëvizjes së tryezës së punës dhe për të zvogëluar momentin e inercisë në të njëjtën kohë.
Përveç kësaj, mund të përdoret edhe një koncept dizajni me peshë të lehtë, dhe materiale me peshë më të lehtë mund të zgjidhen për të prodhuar komponentë të transmisionit. Për shembull, përdorimi i materialeve të lehta si aliazhi i aluminit për të prodhuar çifte vidash dhe dadosh plumbi dhe komponentë udhëzues mund të zvogëlojë inercinë e përgjithshme të sistemit.
IV. Kërkesa për ngurtësi të lartë
Një sistem transmisioni me ngurtësi të lartë mund të sigurojë rezistencë ndaj ndërhyrjeve të jashtme gjatë procesit të përpunimit dhe të ruajë saktësi të qëndrueshme të përpunimit. Për të përmirësuar ngurtësinë e sistemit të transmisionit, mund të merren masat e mëposhtme:
Shkurtimi i zinxhirit të transmisionit: Zvogëlimi i lidhjeve të transmisionit mund të zvogëlojë deformimin elastik të sistemit dhe të përmirësojë ngurtësinë. Për shembull, përdorimi i metodës së drejtimit direkt të vidës kryesore nga motori kursen lidhjet e ndërmjetme të transmisionit, zvogëlon gabimet e transmisionit dhe deformimin elastik, dhe përmirëson ngurtësinë e sistemit.
Përmirësoni ngurtësinë e sistemit të transmisionit duke parangarkuar: Për udhëzuesit rrotullues dhe çiftet e vidave me sfera, një metodë parangarkese mund të përdoret për të gjeneruar një parangarkesë të caktuar midis elementëve rrotullues dhe shinave udhëzuese ose vidave udhëheqëse për të përmirësuar ngurtësinë e sistemit. Mbështetësja e vidave udhëheqëse është projektuar të fiksohet në të dy skajet dhe mund të ketë një strukturë të para-tërhequr. Duke aplikuar një para-tension të caktuar në vidën udhëheqëse, forca aksiale gjatë funksionimit mund të kundërveprohet dhe ngurtësia e vidës udhëheqëse mund të përmirësohet.
Një sistem transmisioni me ngurtësi të lartë mund të sigurojë rezistencë ndaj ndërhyrjeve të jashtme gjatë procesit të përpunimit dhe të ruajë saktësi të qëndrueshme të përpunimit. Për të përmirësuar ngurtësinë e sistemit të transmisionit, mund të merren masat e mëposhtme:
Shkurtimi i zinxhirit të transmisionit: Zvogëlimi i lidhjeve të transmisionit mund të zvogëlojë deformimin elastik të sistemit dhe të përmirësojë ngurtësinë. Për shembull, përdorimi i metodës së drejtimit direkt të vidës kryesore nga motori kursen lidhjet e ndërmjetme të transmisionit, zvogëlon gabimet e transmisionit dhe deformimin elastik, dhe përmirëson ngurtësinë e sistemit.
Përmirësoni ngurtësinë e sistemit të transmisionit duke parangarkuar: Për udhëzuesit rrotullues dhe çiftet e vidave me sfera, një metodë parangarkese mund të përdoret për të gjeneruar një parangarkesë të caktuar midis elementëve rrotullues dhe shinave udhëzuese ose vidave udhëheqëse për të përmirësuar ngurtësinë e sistemit. Mbështetësja e vidave udhëheqëse është projektuar të fiksohet në të dy skajet dhe mund të ketë një strukturë të para-tërhequr. Duke aplikuar një para-tension të caktuar në vidën udhëheqëse, forca aksiale gjatë funksionimit mund të kundërveprohet dhe ngurtësia e vidës udhëheqëse mund të përmirësohet.
V. Kërkesa për frekuencë të lartë rezonante
Një frekuencë e lartë rezonante do të thotë që sistemi mund të kthehet shpejt në një gjendje të qëndrueshme kur i nënshtrohet ndërhyrjeve të jashtme dhe ka rezistencë të mirë ndaj dridhjeve. Për të përmirësuar frekuencën rezonante të sistemit, mund të fillohen aspektet e mëposhtme:
Optimizoni projektimin strukturor të komponentëve të transmisionit: Projektoni në mënyrë të arsyeshme formën dhe madhësinë e komponentëve të transmisionit, siç janë vidat e plumbit dhe shinat udhëzuese, për të përmirësuar frekuencat e tyre natyrore. Për shembull, përdorimi i një vide të plumbit të zbrazët mund të zvogëlojë peshën dhe të përmirësojë frekuencën natyrore.
Zgjidhni materiale të përshtatshme: Zgjidhni materiale me modul të lartë elastik dhe dendësi të ulët, siç është lidhja e titanit etj., të cilat mund të përmirësojnë ngurtësinë dhe frekuencën natyrore të komponentëve të transmisionit.
Rritja e amortizimit: Rritja e përshtatshme e amortizimit në sistem mund të konsumojë energjinë e dridhjeve, të zvogëlojë kulmin rezonant dhe të përmirësojë stabilitetin e sistemit. Amortizimi i sistemit mund të rritet duke përdorur materiale amortizuese dhe duke instaluar amortizues.
Një frekuencë e lartë rezonante do të thotë që sistemi mund të kthehet shpejt në një gjendje të qëndrueshme kur i nënshtrohet ndërhyrjeve të jashtme dhe ka rezistencë të mirë ndaj dridhjeve. Për të përmirësuar frekuencën rezonante të sistemit, mund të fillohen aspektet e mëposhtme:
Optimizoni projektimin strukturor të komponentëve të transmisionit: Projektoni në mënyrë të arsyeshme formën dhe madhësinë e komponentëve të transmisionit, siç janë vidat e plumbit dhe shinat udhëzuese, për të përmirësuar frekuencat e tyre natyrore. Për shembull, përdorimi i një vide të plumbit të zbrazët mund të zvogëlojë peshën dhe të përmirësojë frekuencën natyrore.
Zgjidhni materiale të përshtatshme: Zgjidhni materiale me modul të lartë elastik dhe dendësi të ulët, siç është lidhja e titanit etj., të cilat mund të përmirësojnë ngurtësinë dhe frekuencën natyrore të komponentëve të transmisionit.
Rritja e amortizimit: Rritja e përshtatshme e amortizimit në sistem mund të konsumojë energjinë e dridhjeve, të zvogëlojë kulmin rezonant dhe të përmirësojë stabilitetin e sistemit. Amortizimi i sistemit mund të rritet duke përdorur materiale amortizuese dhe duke instaluar amortizues.
VI. Kërkesa për raportin e duhur të amortizimit
Një raport i përshtatshëm amortizimi mund ta bëjë sistemin të stabilizohet shpejt pas shqetësimit pa dobësim të tepërt të dridhjeve. Për të marrë një raport të përshtatshëm amortizimi, kontrolli i raportit të amortizimit mund të arrihet duke rregulluar parametrat e sistemit, siç janë parametrat e amortizatorit dhe koeficienti i fërkimit të komponentëve të transmisionit.
Një raport i përshtatshëm amortizimi mund ta bëjë sistemin të stabilizohet shpejt pas shqetësimit pa dobësim të tepërt të dridhjeve. Për të marrë një raport të përshtatshëm amortizimi, kontrolli i raportit të amortizimit mund të arrihet duke rregulluar parametrat e sistemit, siç janë parametrat e amortizatorit dhe koeficienti i fërkimit të komponentëve të transmisionit.
Si përmbledhje, për të përmbushur kërkesat strikte të makinerive CNC për mekanizmat e transmetimit të ushqimit, duhet të merren një sërë masash optimizimi. Këto masa jo vetëm që mund të përmirësojnë saktësinë dhe efikasitetin e përpunimit të makinerive, por edhe të rrisin stabilitetin dhe besueshmërinë e makinerive, duke ofruar mbështetje të fortë për zhvillimin e prodhimit modern.
Në zbatimet praktike, është gjithashtu e nevojshme të merren në konsideratë në mënyrë gjithëpërfshirëse faktorë të ndryshëm sipas nevojave specifike të përpunimit dhe karakteristikave të makinerive dhe të zgjidhet mekanizmi më i përshtatshëm i transmetimit të ushqimit dhe masat e optimizimit. Në të njëjtën kohë, me përparimin e vazhdueshëm të shkencës dhe teknologjisë, materiale, teknologji dhe koncepte të reja projektimi po shfaqen vazhdimisht, gjë që gjithashtu ofron një hapësirë të gjerë për përmirësimin e mëtejshëm të performancës së mekanizmave të transmetimit të ushqimit të makinerive CNC. Në të ardhmen, mekanizmi i transmetimit të ushqimit të makinerive CNC do të vazhdojë të zhvillohet në drejtim të saktësisë, shpejtësisë dhe besueshmërisë më të lartë.