Привод Подач Фрезерного Станка С Чпу

Привод подачи фрезерного станка - предназначен для обеспечения относительных перемещений заготовки и инструмента в режиме контурной обработки, либо в режиме установочных позиционирова­ния.

Приводы подачи станков с числовым программным управлением (ЧПУ) обеспечивают прямолинейное или круговое движение подачи, а во многих случаях – и установочные движения рабочих органов. Скорость движения регулируется бесступенчато в широком диапазоне. Привод подачи должен обеспечивать требуемую точность перемещений, поэтому в его механическом исполнительном механизме зазоры не допускаются. Этот механизм должен обладать высокой жесткостью.

Приводами подачи с числовым программным управлением и шариковой винтовой передачей в качестве тягового механизма оснащают портальные фрезерные станки с ЧПУ и обрабатывающие центры, гибкие производственные модули, линейные и крестовые столы, манипуляторы.

Диапазон бесступенчатого регулирования частот вращения тягового механизма привода подачи должен быть широким – не менее 10 000. Объясняется это тем, что этот привод перемещает исполнительный орган не только со скоростью рабочей подачи (минимальное значение – несколько миллиметров в минуту), но и со скоростью установочных движений (достигает 60 000 мм/мин). Ускорение рабочего органа достигает 1,5-2 g.

Силовые характеристики привода подачи фрезерного станка должны быть такими, чтобы он мог преодолевать силы резания; динамические силы, возникающие при разгоне и торможении; силы трения в его механизмах и опорах, а также в направляющих исполнительного органа; неуравновешенную часть его силы тяжести и находящихся на нем элементов.

Точность привода подачи характеризуется погрешностью позиционирования и зоной нечувствительности и зависит от точности комплектующих элементов, структуры и осевой жесткости привода, а также от его тепловой стабильности.

В состав привода подачи входят электрический двигатель с системой управления, исполнительный механизм, дополнительные устройства: блокировки, ограждения и др.

Во фрезерных станках с ЧПУ широко применяются следящие электрические приводы, в которых не только автоматически регулируются частота вращения электродвигателя и, следовательно, скорость исполнительного органа, но и производится слежение за положением последнего.

В следящих приводах с полузамкнутым контуром обратной связи (рис. 1) тахогенератор, выполняющий функцию измерительного преобразователя частоты вращения, установлен на вал электродвигателя М и выдает сигналы обратной связи в блок регулирования скорости. Круговой измерительный преобразователь пути находится на валу двигателя или на соединенном с ним ходовом винте.

Рис. 1. Структурная схема приводов подачи с полузамкнутым контуром

Он вырабатывает сигнал обратной связи, который в блоке регулирования положения сравнивается с сигналом, поступающим из устройства ЧПУ. В таком приводе ходовой винт не охвачен обратной связью, и его погрешности переносятся на погрешность позиционирования суппорта или другого исполнительного органа. Точность позиционирования можно повысить путем ввода в УЧПУ коррекции, соответствующей погрешностям механической системы.

В следящих приводах с замкнутым контуром регулирования (рис. 2) линейный измерительный преобразователь пути установлен на исполнительном органе, поэтому погрешности механической системы не оказывают влияния на точность позиционирования. Такие приводы подач применяются в станках прецизионного типа.

Рис. 2. Структурная схема приводов подачи с замкнутым контуром регулирования

Привод подачи осуществляет поступательное или вращательное движение подачи узла металлообрабатывающего станка. Он должен обеспечивать необходимые технологические требования по силовым и скоростным характеристикам, а также параметры точности, надежности и экономичности станков с ЧПУ. Для современных станков с ЧПУ весь комплекс требований наилучшим образом обеспечивают следяще-регулируемые электромеханические приводы. Исполнительные механизмы станков являются одним из звеньев СЭП (следящих регулируемых электромеханических приводов) - замкнутой системы автоматического управления скоростью и положением рабочего органа - узла станка; поэтому их проектирование имеет определенную специфику.

В следящих регулируемых электромеханических приводах станков с ЧПУ применяются в основном два типа двигателей:

• постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов (высокомоментные);
• переменного тока (асинхронные и синхронные).

Они обеспечивают регулирование скорости с постоянством момента в широком диапазоне, а также достаточный крутящий момент, позволяющий установку двигателя непосредственно на ходовой винт (без использования редуктора). Двигатели переменного тока имеют лучшие массогабаритные и динамические характеристики, являются более простыми и надежными.

Достижение высоких динамических характеристик и точности следящих регулируемых электромеханических приводов невозможно без рационального проектирования исполнительных механизмов как звена замкнутой системы автоматического управления, удовлетворяющего опрөделенным требованиям. Основными из них являются:

• Частота собственных колебаний исполнительных механизмов f_м должна быть не менее 60 Гц. Частота f_м является преобладающим фактором: при f_м≥60 Гц изменение других параметров исполнительных механизмов (кроме зазора в кинематической цепи) практически не сказывается на точности системы управления. Это объясняется существенным удалением f_м вправо от частоты среза следящей системы, достигающей 15 Гц.
  В тех случаях, когда не удается обеспечить условие f_м≥60 Гц, приходится для обеспечения устойчивости замкнутой системы изменять параметры корректирующих устройств, что влечет за собой снижение динамической точности (рис. 3).
• Суммарный люфт в исполнительных механизмах не должен превышать половины поля допуска на установившуюся ошибку следящих регулируемых электромеханических приводов.
  Момент сопротивления М_хх при перемещении узла без резания, приведенный к валу двигателя, должен находиться в пределах
  0,1М_н≤M_хх≤0,5М_н,
  где М_н номинальный момент двигателя. Нижняя граница диапазона обусловлена необходимостью сохранения минимального трения для обеспечения устойчивости следящих регулируемых электромеханических приводов, а верхняя - требованиями технологических нагрузок и быстродействия привода.
• Момент сопротивления при перемещении без резания, приведенный к валу двигателя, должен быть максимально стабильным. Нестабильность момента сил трения вызывает нестационарную случайную составляющую погрешности следящих регулируемых электромеханических приводов. Опыт проектирования и наладки следящих регулируемых электромеханических приводов показывает, что допустимые колебания момента сопротивления при перемещении без резания не должны превышать + 10៖20% его установившегося значения.
• Приведенный момент инерции вращающихся деталей исполнительных механизмов должен быть предельно минимальным.
• Параметры им отдельных координат одного станка должны быть предельно идентичными.

Рис. 3. Зависимость динамической ошибки следящих регулируемых электромеханических приводов от f_м

Кинематическая схема исполнительных механизмов определяется типом и параметрами выходного звена и двигателя, а также допустимой величиной суммарного люфта. Как правило, схема выполняется с принудительным исключением зазоров (предварительным натягом). Основные кинематические схемы исполнительных механизмов приведены на рис. 4.

Наиболее распространена схема. с выходным звеном винт-гайка качения, соединенным непосредственно с двигателем подачи (рис. 4, а). Ее применение рационально для перемещений не более 2-3 м. При больших перемещениях начинает существенно сказываться податливость винтов на растяжение - сжатие и частота собственных колебаний им может значительно понизиться. В ряде случаев (например, по конструктивным соображениям) ходовой винт соединяются с двигателем при помощи одной передачи или редуктора (рис. 4, б). Для поступательных перемещений свыше 2-3 м и вращательных приводов подач используются схемы с зубчатыми реечными передачами с единым замыканием по схеме рис. 4, в. Рейка (выходное колесо) располагается на неподвижном основании или подвижном узле, а две шестерни являются конечными звеньями ветвей редуктора.

Рис. 4. Кинематические схемы исполнительных механизмов приводов подач

Силовое замыкание осуществляется осевым перемещением одного из валов редуктора под действием усилия Рн, создаваемого пружиной или гидравлическим цилиндром. При этом благодаря жестко зафиксированным на данном валу косозубым колесам с одинаковыми углами наклона противоположного направления в обеих ветвях кинематической цепи создается предварительный натяг. Величина усилия предварительного натяга может быть управляемой (различной для рабочих и холостых перемещений). Иногда для поступательных перемещений тяжелых станков применяют схемы исполнительных механизмов с гидростатическими передачами червяк-рейка.

Передачи винт-гайка качения нашли широкое применение в металлорежущих станках с ЧПУ благодаря следующим достоинствам:

• большое передаточное отношение;
• возможность передачи больших усилий;
• низкие потери на трение;
• стабильность момента холостого хода;
• возможность полного исключения зазоров и создания предварительного натяга;
• высокая точность, сохраняющаяся во времени.

В качестве недостатков этих передач следует отметить:

• относительно высокую стоимость;
• необходимость защиты от пыли и грязи.

Достоинствами зубчатых реечных передач являются высокие жесткость и КПД, простота изготовления и невысокая стоимость, Недостатком является малое передаточное отношение и, следовательно, необходимость установки редуктора. Для обеспечения долговечности твердость рабочих поверхностей элементов передач должна быть не ниже HRCэ58 - 60.

В качестве осевых опор ходовых винтов и червяков применяют Комплекты упорных подшипников как шариковых, так и роликовых. Для ходовых винтов осевые опоры могут устанавливаться на одном или обоих концах винта. В последнем случае обеспечивается наивысшая осевая жесткость приводов подач станка и, следовательно, наивысшая частота собственных колебаний исполнительных механизмов. Использование роликовых подшипников предпочтительнее, так как они имеют более высокую жесткость по сравнению с шариковыми (в 2-3 раза при одинаковых габаритах). Применяя роликовые упорные подшипники (например, типа 504900 по ГОСТ 26290–84), следует учитывать ограничения по быстроходности и их зависимость от способа смазки, а также жесткие требования по точности изготовления сопряженных деталей.

В качестве опор выходных валов зубчатых реечных передач применяются предварительно натянутые комплекты радиально-упорных конических роликоподшипников.

Для повышения жесткости приводов особое внимание следует уделять конструкции корпусов осевых опор и мест их крепления к базовым деталям. Подлежат ужесточению также зоны базовых деталей, которые непосредственно примыкают к местам крепления.

При проектировании приводов подач выполняются следующие виды расчетов:

• расчеты по выбору двигателя и передаточного отношения привода;
• определение передаточных чисел ступеней редуктора;
• расчет статического момента на двигателе;
• выбор усилия предварительного натяга;
• расчет КПД;
• расчет прочности редуктора;
• расчет выходных звеньев исполнительных механизмов;
• определение жесткости привода;
• расчет низших частот собственных колебаний исполнительных механизмов;
• расчет суммарного люфта;
• расчет кинематической погрешности;
• расчет точности установки;
• расчет температурных деформаций.

Выбор усилия предварительного натяга замкнутого исполнительного механизма позволяет назначать его оптимальную величину. Недостаточное усилие натяга приводит к размыканию кинематической цепи; при этом возможны удары, а также снижение устойчивости и точности системы управления. Неоправданное увеличение усилия предварительного натяга приводит к снижению КПД исполнительных механизмов и увеличению нагрузок на элементы привода.

Усилие предварительного натяга должно обеспечивать неразмыкание силового контура при заданном моменте статического сопротивления с учетом динамических нагрузок в переходных режимах.

По сравнению с приводами подач универсальных станков к приводам подач фрезерных обрабатывающих центров предъявляются дополнительные требования.

• Возможность дистанционного управления по командам системы ЧПУ.
• Расширенный диапазон регулирования скоростей, обусловленный, с одной стороны, более высокими значениями ускоренных перемещений рабочих органов, а с другой - необходимостью осуществления весьма малых, так называемых ползучих подач для точного автоматического позиционирования.
• Более высокая жесткость механической характеристики, необходимая для обеспечения бесскачкового движения на малых подачах.
• Повышенная плавность перемещения рабочих органов, обусловленная сравнительно высокой точностью их позиционирования.
• Повышенная долговечность, обусловленная более интенсивной работой подвижных элементов.

Для фрезерных центров, оснащенных контурной или универсальной системой ЧПУ, существенное значение имеет инерционность привода, что обусловлено малым временем отработки команд.

Скорость быстрого перемещения рабочих органов современных обрабатывающих центров в зависимости от размера станка колеблется в пределах 3-10 м/мин. Величина минимальной подачи рабочих органов определяется точностью позиционирования. Для различных классов точности фрезерных обрабатывающих центров величина этой подачи колеблется в пределах от 1-2 до 4-5 мм/мин. Предельные значения подач определяют диапазон регулирования скорости приводов подач обрабатывающих центров; он колеблется от 1:600 (для станков малых размеров и сравнительно низкой точности) до 1:10000 (для станков больших размеров, обладающих высокой точностью).

Силовая характеристика приводов подач станков типа обрабатывающий центр несколько выше, чем у аналогичных приводов универсальных станков, предназначенных для выполнения подобных операций. Величина усилия подачи в основном зависит от размера станка. Вместе с этим величина силы, развиваемой приводом подач, также зависит и от точности станка. Фрезерные обрабатывающие центры более высокой точности, как и прецизионные универсальные станки, оснащают приводами подач, развивающими меньшие силы, чем аналогичные приводы обрабатывающих центров нормальной точности. Однако следует отметить тенденцию к повышению силовых характеристик приводов фрезерных центров высокой точности и постепенное приближение их к характеристикам станков нормальной точности.

По характеру выполняемой работы приводы подач можно разделить на две основные группы:

• для перемещения рабочего органа вдоль оси вращения инструмента;
• для перемещения рабочего органа в плоскости, перпендикулярной к оси инструмента.

К первой группе можно отнести приводы подач пинолей шпинделей и шпиндельных головок фрезерных обрабатывающих центров с вертикальным расположением оси шпинделя и приводы поперечного перемещения столов и стоек станков с горизонтальными шпинделями. Эти приводы работают обычно при выполнении сверлильных и расточных операций, и максимальная нагрузка возникает при сверлении отверстий.

К приводам второй группы следует отнести приводы подач столов обрабатывающих центров с вертикальным расположением шпинделя, приводы продольного перемещения и поворота столов станков с горизонтальным расположением шпинделя и приводы их шпиндельных головок. В отличие от приводов первой группы, эти приводы предназначены в основном для позиционирования рабочих органов, а также для перемещения их при выполнении фрезерных операций.

Различный характер выполняемых работ приводами указанных выше двух групп обусловливает и различные требования к их кинематике, конструкции, силовым характеристикам, быстродействию и др.

Силовая характеристика приводов первой группы рассчитывается обычно на преодоление осевой силы, возникающей при сверлении, так как последняя обычно имеет максимальное значение среди всех сил, возникающих при сверлильно-расточных работах (рассверливание, черновое растачивание, нарезание резьб и др.). Если рассматривать обрабатывающий центр с ЧПУ контурного типа, то осевую силу при сверлении также следует считать максимальной силой резания, в связи с тем, что осевая сила, возникающая при фрезеровании деталей криволинейной формы, много меньше.

Для приводов второй группы силовая характеристика выбирается из условия преодоления сил, возникающих при фрезеровании. Максимальные силы резания при фрезеровании возникают при работе торцовыми фрезами.

В общем случае полезное усилие на рабочем органе обрабатывающих центров колеблется для станков различных размеров и классов в чрезвычайно широких пределах (300-3000 кг).

Принципиально различные требования, предъявляемые к приводам первой и второй группы, оказывают существенное влияние на конструкцию, применение того или иного типа приводного двигателя, принципа регулирования скорости и другие особенности привода. Следует отметить, что приводы подач рабочих органов фрезерных центров независимые, имеют индивидуальный приводной двигатель или гидроцилиндр, что обусловлено требованием независимости перемещения рабочего органа и дистанционным управлением его скоростью. Вместе с тем в качестве приводов первой группы иногда еще встречаются Комбинированные приводы, в которых рабочие подачи осуществляются от кинематической цепи, связанной с главным приводом, а вспомогательные перемещения производятся от индивидуального двигателя (например, в станке KBNE50RM фирмы Kolb).

По способу регулирования скорости рабочих органов различают три типа приводов подач:

• механические приводы с асинхронными электродвигателями и коробками подач;
• электрические приводы с электродвигателями постоянного тока и преобразователями, обеспечивающими регулирование в широком диапазоне;
• гидравлические приводы реже с гидроцилиндрами и в большинстве случаев с гидродвигателями.

Механические приводы подач у современных обрабатывающих центров встречаются сравнительно редко. Они применяются для привода подач пиноли станков с вертикальным расположением шпинделя. Такие приводы иногда имеют кинематическую связь с приводом главного движения и дополнительно оснащены асинхронным электродвигателем, выполняющим вспомогательные операции, например быстрый подвод и отвод пиноли. Привод в большинстве случаев представляет собой коробку подач с двумя входами соответственно - от главного привода обрабатывающего центра и от вспомогательного электродвигателя. Выход коробки связан кинематически с приводным звеном пиноли. Переключение ступеней коробок и приводных элементов производится автоматически электромагнитами, электродвигателями и другими устройствами.

Приводы подач с электродвигателями постоянного тока, у которых регулируется скорость вращения, нашли более широкое применение в обрабатывающих центрах. Системы регулирования по своему принципу действия различны. В них применяются как машинные преобразователи, так и статические. Однако последние находят все более широкое применение. Диапазон регулирования скоростей современных электроприводов, применяемых для подачи рабочих органов фрезерных обрабатывающих центров, колеблется в пределах от 1:1000 до 1:4000.

Электропривод представляет собой замкнутую систему регулирования, реверсивную по сигналу управления с обратной отрицательной связью по скорости. Конструктивно преобразователь выполнен в виде блока с отдельно стоящим трансформатором. Благодаря реверсивной схеме преобразователя в приводе обеспечивается эффективное торможение противотоком при любом заданном числе снижения скорости. Быстродействие привода особенно сказывается при работе на малых скоростях (характерных для точного позиционирования). При скорости 1-2 об/мин процесс торможения длится 0,01-0,02 с. Переходной процесс при увеличении нагрузки на скорости двигателя 1 об/мин длится не более 0,1 с. Привод обеспечивает равномерное перемещение рабочего органа фрезерного центра при скорости электродвигателя 0,3-0,5 об/мин.

В обрабатывающих центров, оснащенных контурной системой ЧПУ, нашли применение электроприводы с электродвигателями, имеющими беспазовый ротор, а также с печатным ротором. Такие электродвигатели позволяют осуществлять непрерывное управление приводом, обеспечивая высокую точность положения рабочего органа. К приводу подач обычно электропривод пристраивается при помощи зубчатого редуктора с передаточным отношением 1:5-1:10, который связан непосредственно с конечным звеном кинематической цепи привода подач рабочего органа.

Наиболее распространенная у фрезерных обрабатывающих центров кинематическая схема привода приведена на рис. 5. Регулируемый электродвигатель 1 через двухступенчатый редуктор 2 с передаточным отношением 1:6 соединен с винтовой парой качения 3, имеющей шаг 12 мм. Привод обеспечивает ускоренный ход рабочего органа 4 со скоростью 5 м/мин и рабочие подачи в диапазоне 10-1400 мм/мин. Кроме того, привод может сообщать рабочему органу 4 две подачи величиной 2,5 и 5 мм/мин, которые используются для точного позиционирования и наладочных работ.

Рис. 5. Кинематическая схема привода продольных подач стола обрабатывающего центра 6906BФ4

Быстроходная зубчатая пара редуктора может быть заменена ременной передачей с зубчатым профилем (рис. 6). Это позволяет при незначительном усложнении конструкции привода значительно снизить шум, возникающий при ускоренных перемещениях рабочего органа.

Рис. 6. Кинематическая схема привода продольных подач стола фрезерного обрабатывающего центра 245BФ4

Электрические приводы подач фрезерных обрабатывающих центров больших размеров имеют более усложненную кинематическую цепь (рис. 7), что обусловлено необходимостью расширения диапазона регулирования из-за возрастания величины быстрого перемещения рабочего органа. В этих случаях вместо зубчатого редуктора применяются двухступенчатые коробки скоростей, которые управляются электромагнитными муфтами. При этом рабочие и вспомогательные подачи осуществляются через замедлительный перебор, а ускоренное перемещение рабочего органа производится при прямом соединении выхода коробки с электродвигателем.

Рис. 7. Кинематическая схема привода продольных подач стола обрабатывающего центра 2А622Ф4

Среди электрических приводов подач следует также отметить и приводы с силовыми шаговыми двигателями. Приводы такого типа в основном применяют на обрабатывающих центрах нормальной точности с контурной системой ЧПУ. Шаговый двигатель присоединяется непосредственно к конечному звену кинематической цепи. Управление двигателем производится от электронного коммутатора. Цена шага двигателя колеблется в пределах 1,5-3°. При соединении двигателя, например, с винтом цена шага рабочего органа может быть равна 0,02-0,05 мм, что позволяет использовать такой привод лишь для сравнительно грубого позиционирования рабочего органа. Большое применение в фрезерных обрабатывающих центрах для привода подач нашли гидроприводы. Для приводов первой группы находят применение гидроцилиндры с сервоуправлением (рис. 8). Гидроцилиндр 2 связан с пинолью 4 шпинделя двумя реечными и одной зубчатой парой. Пиноли может сообщаться 16 подач в пределах 0,3-0,95 мм/об, а также ускоренный подвод со скоростью 3300 мм/ мин и отвод со скоростью 4300 мм/мин.

Переход с ускоренного хода на рабочую подачу осуществляется автоматически переключателем давления 3, который срабатывает, как только инструмент коснется детали 1. Это позволяет при составлении программы не учитывать длину инструмента, что существенно сокращает время программирования. Вместе с тем привод от гидроцилиндра не может обеспечить достаточно высокой плавности перемещения и поэтому он применяется в основном для сравнительно грубых работ, при сравнительно грубом позиционировании.

Рис. 8. Привод подач пиноли обрабатывающего центра Numericenter (Giddings and Lewis - Fraser)

Приводы с гидродвигателями обеспечивают весьма высокую плавность перемещения рабочего органа. Кроме того, диапазон регулирования скорости современных гидроприводов с гидродвигателями достигает 1:15000, что значительно сокращает и упрощает кинематическую цепь привода.

Для обеспечения устойчивого вращения двигателя и повышения жесткости его механической характеристики гидропривод с гидродвигателем имеет обычную обратную связь, в которую включен датчик скорости или положения, а также сервозолотник. Привод с обратной связью обеспечивает плавное вращение вала гидродвигателя со скоростью менее 1 об/мин, что позволяет пристраивать гидродвигатель непосредственно к конечному звену кинематической цепи.

Гидродвигатели применяются двух типов - аксиально-поршневые и лопастные. Из лопастных гидродвигателей наибольшее распространение получили двигатели с вращающимися лопастями и двигатели ролико-лопастные с вращающимися отсекателями.

На рис. 9 приведена схема гидродвигателя с вращающимися лопастями. Гидродвигатель состоит из статора 13 и ротора 15 с вмонтированными в него поворотными лопастями 2, 3, 8, 10, 12 и 18. В статоре имеются четыре диаметрально расположенные камеры - соответственно 1 и 9 - высокого давления и 4 и 14 - низкого давления, которые соединены каналами 11 и 17. Поток масла, поступающий в камеры высокого давления через отверстие 7, воздействует на радиально расположенные лопасти 2 и 10, приводя во вращение ротор. Масло, находящееся в камерах низкого давления, вытесняется через отверстие 5. Между лопастями 10 и 12, а также между лопастями 2 и 3 образуются полости, в которых в начальный момент образуется промежуточное давление, удерживающее лопасти в рабочем состоянии. При дальнейшем вращении эти полости соединяются с камерами низкого давления, и находящееся в них масло вытесняется башмаками 6 и 16. Лопасти при переходе мимо башмаков с помощью кулачкового механизма поворачиваются, обеспечивая свободное вращение ротора мимо башмаков. После входа лопасти в камеру высокого давления кулачковый механизм поворачивает ее для взаимодействия с потоком масла.

Существенное влияние на плавность перемещения рабочего органа фрезерного обрабатывающего центра и точность его позиционирования оказывает кинематическая цепь привода подач и, в частности, ее длина и жесткость. В целях повышения жесткости при проектировании привода подач стремятся длину кинематической цепи максимально сократить, а жесткость конечного звена максимально повысить. Наилучшие результаты по жесткости дает применение в конечном звене винтовой пары качения. Обладая высокой жесткостью, такая пара одновременно обеспечивает высокую долговечность.

Рис. 9. Схема гидродвигателя с вращающимися лопастями

Приводы подач обрабатывающих центров с ЧПУ определяют работоспособность, динамические качества и точность станков этого типа. Они имеют более широкий диапазон регулирования (до 10 000 и более), чем аналогичные приводы в универсальных станках. Это объясняется прежде всего большим разнообразием выполняемых операций. Наряду со скоростями перемещений до 10-20 м/мин необходимо обеспечить разгон до этих скоростей на длине 10 мм. в этих станках необходимы и весьма малые подачи порядка 1 мм/мин для точного позиционирования с точностью 1-2 мкм при затратах времени на позиционирование 1-2 с. Приводы подач должны отличаться в этих станках высокой чувствительностью к сигналам управления, иметь большую жесткость механической характеристики.

В этих относительно дорогих и сложных станках необходимо принимать особые меры к обеспечению достаточной долговечности и высокой надежности. Эти задачи усложняются наличием большого числа работающих элементов механической системы и системы программного управления. Данные приводы должны иметь динамические качества, характеризующиеся малой инерционностью и плавностью движения органов при малых перемещениях. Конструкции элементов механизмов подач должны обеспечивать беззазорность подвижных соединений. Механизмы подачи таких станков должны отличаться малыми потерями холостого хода и высоким КПД. Условия работы обрабатывающих центров вызывают необходимость обеспечения кратковременного пуска и торможения в течение 0,1-0,2 с.

Большинство механизмов подач обрабатывающих центров имеет независимый от главного движения индивидуальный электро- или гидропривод. В качестве конечного звена в механизмах подач для прямолинейных перемещений в большинстве станков применяют винт-гайку качения.

Передача от двигателя шариковинтовой паре осуществляется или через редуктор, или же в случае применения высокомоментных электродвигателей с высоким пределом регулирования от двигателя, установленного непосредственно на винте. В приводах подач применяют асинхронные двигатели переменного тока с частотным регулированием, а также компактные электродвигатели с плоским печатным ротором, гладким ротором, с полым якорем, внутриякорным размещением магнитов и др. В обрабатывающих центрах вертикального типа некоторое применение находят приводы с асинхронным двигателем и механической коробкой подач.

К перспективным двигателям следует отнести линейные шаговые двигатели (рис. 10). Поступательно движущийся узел станка (стол фрезерного станка, суппорт токарного станка и др.) соединяется с планкой 1 из магнитопроводящего металла. На выступах детали 2 намотана обмотка, аналогичная обмотке статора шагового двигателя переменного тока. При прохождении переменного тока создается бегущее магнитное поле, которое приводит в движение деталь с соответствующим узлом станка.

Подобная конструкция в механизме подач заменяет комплекс, состоящий из обычного электродвигателя роторного типа, Соединительной муфты и шариковинтовой пары, что позволяет уменьшить массу, габаритные размеры привода и улучшить динамические характеристики механизма.

Рис. 10. Принцип действия асинхронного линейного двигателя: v - скорость перемещающегося магнитного поля; v3 - скорость исполнительного органа