animateMainmenucolor
activeMenucolor
Главная / Фрезерный станок с ЧПУ / Кинематические Группы Станков

Кинематические Группы Станков

Каждое исполнительное движение в станках осуществляется кинематической группой, представляющей собой совокупность источника движения, исполнительного органа (органов), кинематических связей и органов настроек, обеспечивающих требуемые параметры движения. Название кинематической группы аналогично названию создаваемого ею исполнительного движения. Например, группу, создающую формообразующее движение, называют формообразующей группой и т. п.

Структура кинематической группы может быть разнообразной и зависит от характера осуществляемого движения, числа исполнительных органов, потребности регулирования параметров движения.

Под исполнительными органами понимают подвижные конечные звенья кинематической группы, непосредственно участвующие в образовании траектории исполнительного движения. Исполнительные органы, осуществляющие абсолютное или относительное движение заготовки или режущего инструмента в процессе формообразования, называют рабочими. Например, рабочими органами являются такие звенья станка, как стол, шпиндель, суппорт, ползун и т. п.

В большинстве случаев исполнительные органы совершают вращательное или прямолинейное движение, т. е. являются подвижными звеньями вращательной или поступательной исполнительной кинематической пары (рис. 1).

В зависимости от числа исполнительных органов кинематические группы делятся на простые и сложные. Простые группы имеют один исполнительный орган, а сложные - два и более исполнительных органов.

Любая кинематическая группа включает в себя кинематические связи двух видов - внутреннюю и внешнюю.

Под кинематической связью в станках понимают такую связь между звеньями или исполнительными органами станка, которая накладывает условия ограничения, не позволяющие занимать произвольные положения в пространстве относительно друг друга и иметь произвольные скорости.

Под внутренней кинематической связью группы понимают совокупность кинематических звеньев и их соединений, обеспечивающих качественную характеристику движения, т. е. его траекторию. Внутренняя кинематическая связь группы в станках реализуется разными путями в зависимости от характера исполнительного движения, числа исполнительных органов в группе, требуемой точности образуемой производящей линии (траектории движения) и других факторов. Например, в простых кинематических группах она осуществляется соединением двух соприкасающихся звеньев исполнительной группы, одним из которых является сам исполнительный орган I группы, т. е. шпиндель, стол (рис. 1, а), ползун (рис. 1, б) и т. д.

Рис. 1. Исполнительные кинематические пары: а - вращательная; б - поступательная

В сложных кинематических группах с двумя и более исполнительными органами внутренняя кинематическая связь реализуется в виде кинематической цепи (цепей), связывающей подвижные исполнительные органы группы и обеспечивающей строгую функциональную согласованность их перемещений или скоростей. Эти цепи называют внутренними или функциональными. Причем кинематическое соединение исполнительных органов сложной группы может быть как механическим, т. е. цепью механических передач, так и немеханическим, например, в виде электрической цепи, как в станках с ЧПУ. Необходимое минимальное число внутренних кинематических цепей в сложной группе не должно быть меньше, чем на единицу числа исполнительных органов. Например (рис. 2, а), группа, обеспечивающая сложное движение (В1В2) и имеющая два исполнительных органа I и II, должна содержать в своей структуре, как минимум, одну внутреннюю кинематическую цепь 1-4-2 между исполнительными органами. Структурные кинематические схемы содержат кинематические цепи с механическими звеньями обозначены штриховыми линиями, а немеханические участки цепей - двумя штриховыми линиями.

Под внешней кинематической связью группы понимают совокупность кинематических звеньев и их соединений, обеспечивающих количественные характеристики движения, т. е. его скорость, направление, путь и исходную точку. Обычно внешняя кинематическая связь сложной группы реализуется в виде кинематической цепи 3-4 между источником движения М и одним из звеньев внутренней связи группы. Для простой кинематической группы внешняя кинематическая связь есть цепь 1-2 между источником движения М и исполнительным органом группы I (рис. 2, б). Внешняя кинематическая связь предназначена для передачи энергии от источника движения М во внутреннюю связь группы.

На рис. 2, в показана структурная схема кинематической группы, обеспечивающей исполнительное движение (В1В2П3) и имеющей три исполнительных органа. Для обеспечения функциональной согласованности перемещений или скоростей исполнительных органов I, II, III достаточно двух функциональных кинематических цепей, например, 1-5-2 и 2-5-3 или другого их сочетания. Внешняя кинематическая связь группы реализуется кинематической цепью 4-5.

Рис. 2. Структурные схемы кинематических групп: а - сложной с двумя исполнительными исполнительными органами, б - простой, в - сложной с тремя исполнительными органами

Для изменения и регулирования параметров движения в станках используют специальные устройства, которые в общем случае называются органами настройки. Органы настройки таких параметров движения, как траектория, скорость и иногда путь, на структурных схемах обозначают ромбом с буквой i, а орган настройки направления движения - квадратом со стрелками внутри. Заштрихованная часть ромба указывает на фактическое направление передачи движения через орган настройки. Органы настройки движения на исходную точку и в большинстве случаев на путь в структурных схемах не показывают, так как регулирование этих параметров обычно осуществляется вручную.

Органы настройки, регулирующие количественные характеристики движения, т. е. изменяющие скорость, направление, путь и исходную точку, всегда располагают во внешней связи кинематической группы (в цепи между источником движения и внутренней кинематической связью группы).

Органы настройки, регулирующие качественную характеристику движения, т. е. его траекторию, располагают только во внутренней кинематической связи группы. Причем в простых кинематических группах, имеющих один исполнительный орган и обеспечивающих вращательное или прямолинейное движение, необходимость в органе настройки на траекторию отсутствует. Это связано с тем, что траектория движения в таких группах неизменна и обеспечивается характером соединения звеньев исполнительной кинематической пары, одним из которых является сам исполнительный орган.

Сложные кинематические группы всегда имеют органы настройки на траекторию. Таких органов может быть несколько, но не меньше числа внутренних кинематических цепей в группе. Например, если группа имеет две внутренние кинематические цепи, то органов настройки на траекторию должно быть, как минимум, два, т. е. по органу настройки на каждую внутреннюю кинематическую цепь.