Гидропривод станков с числовым программным управлением

В отечественных станках с ЧПУ наиболее широкое применение находит следящий гидропривод, включающий исполнительный гидродвигатель и средства управления (электрические, электрогидравлические, механические, пневматические и т. п.).

Следящие гидроприводы разделяют на ряд групп, например, по числу щелей в дросселирующем гидрораспределителе (одно-, двух- и четырехщелевые), по числу следящих перемещений, осуществляемых рабочими органами, по виду средств, с помощью которых осуществляется регулирование скорости слежения (с дроссельным, объемным и комбинированным регулированием), по числу и принципу действия каскадов усиления сигналов задающего устройства (одно-, двух- и многокаскадные) и т. д.

Гидравлические машины имеют небольшие размеры и малую инерционность, что обеспечивает высокой быстродействие гидропривода и плавный рабочий ход рабочих органов, а также повышенную точность позиционирования. Наибольшее применение в станках с ЧПУ получил следящий привод с гидроусилителем момента.

Как правило, гидравлические схемы непосредственно приводов (исключая систему управления) станков с ЧПУ довольно просты. Они включают типовую насосную установку переменной подачи с дроссельным, объемным или комбинированным регулированием, вырабатывающую подачу равную расходу в гидросистеме, при малом изменяемом давлении, а также гидродвигатели или усилители момента, связанные с рабочими органами станка. На рис. 1 приведена гидравлическая схема широко распространенного токарного станка с ЧПУ мод. 16К20ФЗ.

Гидравлическая схема токарного станка с ЧПУ
Гидравлическая схема токарного станка с ЧПУ 16К20Ф3

Гидропривод токарного станка с ЧПУ мод. 16К20ФЗ

Управление гидроприводом, различные блокировки, зажим и разжим патрона осуществляются элементами электрической схемы. В гидропривод станка входят:

  1. гидростанция с регулируемым насосом аксиально-поршневого типа Н1, насосом подпитки Н2, фильтром Ф и холодильником X, аккумулятором А, а также контрольно-регулирующей аппаратурой;
  2. гидроусилитель моментов продольного хода каретки УМ1;
  3. гидроусилитель моментов поперечного хода суппорта УМ2.

Включение гидропривода осуществляют нажатием кнопки «Пуск» гидроагрегата. Работа гидропривода происходит в соответствии с подачей электрических команд от пульта управления к шаговым двигателям гидроусилителей. Работа гидроусилителей момента поперечного хода суппорта и продольного хода каретки происходит с помощью шаговых двигателей, выходные валы которых посредством муфт жестко соединены с входными валами гидроусилителей. При отработке шаговым двигателем какого-то числа электрических импульсов происходит поворот входного вала и смещение запорно-регулирующего элемента дросселирующего гидрораспределителя на пропорциональную величину. Масло от насоса через щели гидрораспределителя и распределительный диск воздействует на поршни ротота гидроусилителя, который поворачивает выходной вал пропорционально величине открытия щелей. За счет энергии масла, подводимого к гидроусилителю, электрические сигналы малой мощности, поступающие на вход шагового двигателя, усиливаются и преобразуются в синхронное (по отношению к валу шагового двигателя) вращение выходного вала гидроусилителя с вращающим моментом, необходимым для перемещения рабочих органов. Величину поворота выходного вала гидроусилителя определяет число поданных импульсов на шаговый двигатель, а скорость — частота их следования.