Координатный стол

Применение координатного стола.

Координатный стол – это специальная мехатронная установка, служащая для точного перемещения по требующейся траектории механизма станка или обрабатываемой детали.На сегодняшний день координатный стол объединяет в себе несущую опору, электронную систему управления, приводы и механизм назначения. Благодаря применению цифрового ЧПУ производственный процесс оказывается автоматизированным. При высокой скорости работы точность производства детали оказывается в пределах единиц микрон.

Устройство координатного стола

В качестве несущего элемента, который призван гарантировать жесткость устройства, применяется рама или станина. Станина – это конструкция из литой или сварной стали, может использоваться также и чугун. Преимущество листья заключается в том, что такая станина прекрасно гасит возникающее вибрационное воздействие. Однако необходимо учитывать, что стоимость станины из литья выше, чем из сварной стали или чугуна. Использовать литье рекомендуется на крупных станках для металлообработки, при которых производственные процессы происходят на высоких скоростях. Более компактные, легкие станки отлично справляются со своими задачами на сварных станинах.

Опорная рама выполняется из алюминия – детали собираются посредством резьбы.Благодаря тому, что алюминий – легкий и прочный металл, конструкция получается жесткой и надежной, но в то же время легкой и удобной.

Далее – к станине прикрепляются специальные приводы, которые и обеспечивают перемещение рабочего механизма, а также рабочая решетка или плита для расположения обрабатываемой детали. Чтобы данная деталь «не гуляла», ее фиксируют при помощи прижима – вакуумного и или же механического. Иногда тяжелые детали не требуют специальной фиксации, так как их положение обеспечивается собственным весом детали. А благодаря тому, что рабочий механизм может двигаться не только по двум, но даже по трем координатным осям, стало возможным быстро и точно делать самые разнообразные детали, в том числе объемные.

В зависимости от области применения координатного стола, он может быть оснащен различными резаками (плазменным или лазерным), манипуляторами, сканерами, приспособлениями для покраски, сверления, шлифовки и целым рядом других функциональных устройств.

Конструкция стола.

Конструкция стола во многом зависит от того, для чего он предназначен и каковы его технические параметры. Самые же популярные на сегодняшний день – это крестовая и портальная конструкции. Столы первой конструкции применяются при многоосном фрезеровании, объемном сканировании и т.п. Чаще всего их используют, когда требуется доступ к детали по трем координатным осям, то есть для изготовления объемных изделий, а также при работе конвейера. Портальная конструкция предполагает работу не с объемными, а с плоскими деталями (скажем, при резке, раскрое или сверлении).

Важно, что конструкция координатного стола позволяет оснащать его сразу несколькими исполнительными устройствами, а это предполагает значительное ускорение производственного процесса – ведь на таком столе возможна одновременная обработка сразу нескольких деталей.

Говоря об оснащении координатного стола, важно отметить возможность его снабжения дополнительным оборудованием, таким как система охлаждения, удаления пыли, автосмазывания и пр.

Типы приводов для координатных столов.

Выбор конкретного привода очень важен для правильной работы всего координатного стола, его возможности решить поставленные задачи, ведь именно от этого зависит скорость, максимальная нагрузка и точность, а также плавность работы станка.

Итак, привод обеспечивает механическое движение элементов стола и исполнительного устройства. На сегодняшний день существует несколько типов таких приводов: традиционные, представляющие собой зубчатый ремень, шарико-винтовую пару и т. п., система линейного привода, позволяющая преобразовать электромагнитную энергию в механическое движение.

Преимущества и недостатки каждого типа.

Пара шестерня-рейка Плюсы: точность перемещения до 10 микрон, высокая скорость работы, возможность наращивания реек для формирования более крупной системы. Минусы: требуется компенсировать люфт в редукторе привода.

ШВП (шарико-винтовая пара) Плюсы: хорошая точность и плавность работы, низкий люфт. Минусы: относительно невысокая скорость (во многом зависит от длины винта). Ременная передача Плюсы: низкая стоимость, простота в обслуживании, высокая скорость работы. Минусы: низкая точность и износостойкость, невысокие возможности для ускорения.

Линейный (прямой) привод. Плюсы: обеспечивает самые высокие показатели по точности работы, возможности разгона и торможения. Мало подвержен износу. Прекрасные показатели повторяемости. Недостатки: высокая стоимость.

Управление движениями координатного стола

Привод и механизмы стола управляются через системы числового программного управления. Системы ЧПУ бывают:

• импульсными (управляют шаговыми двигателями, а также синхронными с импульсным входом). Основное их преимущество – низкая стоимость. Чаще всего используются в системах, которые не нуждаются в высокой точности работы:
• аналоговые (на сегодняшний день наиболее популярны). Основной недостаток – невозможность использования в высокоскоростных системах:
• цифровые (самые современные, их распространение расширяется с каждым днем благодаря доступному интерфейсу, хорошим возможностям для обработки сигнала). Для их реализации применяют стандартные протоколы - Profibus, CAN, Sercos и пр.