Elektrisk kopiering

Mekaniska kopiatorer har ett antal nackdelar, bland vilka det först och främst är svårt att göra mallar av höghårdhetsstål. Dessutom kräver mekanisk kopiering överföring av betydande krafter som orsakar elastiska deformationer av kopieringsstiftet eller -rullen och anslutningarna som ansluter den till verktyget. Detta minskar precisionen i bearbetningen.

Elektrisk kopiering tillåter användning av mallar från mjuka, lättbearbetade material (trä, gips, plast, plåt, aluminium, kartong). En tidigare bearbetad del kan också fungera som mall. Denna del är vanligtvis fräst så att bearbetningsojämnheter inte upprepas på efterföljande elektrokopidelar.

Funktionsprincipen för de enklaste elektrokopiatorerna visas i fig. 1. I detta diagram bearbetas arbetsstycket 1 av spindeln 3 med fingerfräsen 2, fräsanordningen 4 är ansluten till kopieringshuvudet med en styv anslutning 5. …

Stiftstöden och styrningarna är sådana att sidotrycket på kopiestiftet omvandlas till axiella förskjutningar av kopiehuvudstiftet.Mallen 9 är placerad på bordet 10, på vilket arbetsstycket också är monterat. Drivenheten 11 förflyttar kontinuerligt bordet i den riktning som anges av pilen. Detta foder kallas bly eller huvudfoder.

Ris. 1. Elektrisk fräs

Ris. 2. Banor för spårfingret

En annan anordning 12 förflyttar kopierings- och fräshuvudena i vertikal riktning. Detta flöde kallas spårning. Styrningen är konstruerad på ett sådant sätt att när kontakten 13 är öppen flyttar anordningen 12 kopieringsfingret närmare mallen. När kontakten 13 är stängd, flyttar enheten 12 spårfingret bort från mallen. När kontakten 13 är öppen börjar kopieringsfingrets 8 rörelse framåt mot mönstret 9.

När det kommer i kontakt med mönstret dras kopieringshuvudets finger 8 bakåt, spaken 14 vrids och kontakten 13 stängs. Kopieringshuvudet börjar röra sig bakåt. Kopieringsfingret 8 tas bort från mallen 9 och kontakten 13 öppnas. Därefter kommer kopieringsfingret igen närma sig mallen och på grund av kontinuiteten i styrkanalen kommer mallen att förskjutas och kopieringsfingret kommer att vidröra mallen vid en annan punkt.

Som ett resultat av periodiska fram- och tillbakadragningar av kopieringsfingret med en kontinuerlig frammatning, beskriver kopieringsfingret sin sågbana och lindar den runt mallen (fig. 2, a). Samma bana beskrivs med avseende på arbetsstycket av en roterande kniv 2 som är fast ansluten till kopieringshuvudet 6 (se fig. 1).

Vid slutet av det längsgående matningsslaget aktiveras korsmatningen automatiskt. Skäraren och kopieringsfingret flyttas i en riktning vinkelrät mot ritningens plan (fig. 2, b).Blymatningen vänds och spårstiftet och skäret börjar röra sig i motsatt riktning. I det här fallet rör sig fingret längs den nya formen av volymmönstret och skäraren gör ett nytt drag längs delens krökta yta. Delen bearbetas i flera omgångar. Grovbearbetning görs först. Efter det görs efterbehandling enligt samma mönster. Ojämnheterna jämnas sedan ut med ett slipverktyg.

En liknande metod kan användas för att bearbeta rotationskroppar med kurvlinjära generatorer eller stegformer på elektrokopieringssvarvar. Kopior av sådana maskiner har bara två flöden: ledande (längsgående) och spårning (tvärgående). Under kopieringsprocessen ändras endast en av de två ömsesidigt vinkelräta kanalerna. Sådan kopiering kallas enaxlig kopiering. Vid enaxlig kopiering är axelbearbetning parallellt med nästa matningsriktning inte möjlig.

Ris. 3. Kopieringshuvud i tre lägen

Ris. 4. Induktivt kopieringshuvud

Genom att använda ett kopieringshuvud med två kontakter (fig. 3), kallat trelägen, kan du också styra elektrodmatningen, inklusive när båda kontakterna på kopieringshuvudet är öppna. När kopieringsfingret på ett sådant huvud inte kommer i kontakt med mallens yta, stängs kontakt 1 under inverkan av fjädern 3. I det här fallet rör sig fingret till mallen och skäraren flyttar sig till delen. Inlämning av potentiella kunder är inaktiverad. När ett finger trycks mot mönstret öppnas kontakt 1, framåtrörelse av fingret stoppas och blymatningen börjar. I detta fall rör sig spetsen på kopieringsfingret bort från mallen, kontakt 1 stängs igen och en ny rörelse av kopieringsfingret mot mallen börjar.

Denna alternerande rörelse av fingrarna till mönstret och till höger kommer att fortsätta till punkt A, böjningspunkten för mönsterkurvan. I detta ögonblick leder den längsgående matningen på grund av förändringen i riktningen för profilens lutning till en ökning av trycket på kopieringsfingret och stängning av kontakt 2. I detta fall kommer styrsystemet att säkerställa indragning av kopieringshuvudet och fingret flyttas bort från mallen. Kontakt 2 öppnas och den längsgående matningen slås på igen etc. Med ett treläges kopieringshuvud förbigås således konturen genom alternerande längsgående och tvärgående rörelser. Kopiering med ett trelägeshuvud, där matningen styrs i båda koordinaterna, kallas tvåkoordinater.

Rotationshastigheten för de elektriska motorerna i de aktuella systemen förändras inte under kopieringsprocessen. Fodermängden ställs in genom att de kinematiska kedjorna ändras.

Kopieringshuvuden anslutna till en lågspänningskrets (vanligtvis 12 V). Detta beror både på det lilla avståndet mellan kontakterna och önskan att minska förstörelsen av kontakterna på grund av gnistbildning. Kopieringshuvudets känslighet och storleken på gapet mellan kontakterna bestäms av hävstångssystemet som används och matarens tröghet.

Ett annat steg i utvecklingen av elektrokopiering var induktiva kopieringshuvuden... I ett sådant huvud (fig. 4) motsvarar varje position för kopieringsfingret positionen för ankaret 1 placerat mellan kärnorna 2 och 3. Spolarna 4-7 är placeras på de mellersta stavarna av dessa kärnor. Varje kärna med två lindningar bildar en transformator. Hela systemet kallas en differentialtransformator.

Primärlindningarna 4 och 7 är seriekopplade och ingår i växelströmsnätet; sekundärlindningarna 5 och 6 är anslutna till varandra så t.ex. etc. v. riktad i motsatta riktningar. När ankare 1 är i mittläget, t.ex. etc. c. sekundärlindningarna är balanserade. Att närma sig ankaret till en av kärnorna leder till att det magnetiska flödet i den ökar, medan det i den andra kärnan minskar. Den resulterande skillnaden i t.ex. etc. c. Sekundärlindningar används för steglös styrning av drivningar med variabel matning.

Kopieringshuvuden med två lägen och tre lägen arbetar vanligtvis med elektromagnetiska kopplingar som kopplar in, kopplar ur och vänder alla matningar. Ett förenklat schematiskt diagram av en kopiator med ett trelägeshuvud visas i fig. 5. När kopieringsfingret inte vidrör mallen stängs kontakt 1. I det här fallet slås reläet på spårningsströmförsörjningen 1PC och spolen på RVP1 på den ledande strömförsörjningen. När den elektromagnetiska kopplingen MB är på, matas den framåt (mot mallen). RVP-reläet har två spolar RVP1 och RVP2 och aktiveras när en av dem slås på. I detta fall slås spolen på RVP1 på och kontakten på RVP är öppen.

När spårfingret trycker på spårämnets yta öppnas kontakt 1 och frammatningen stannar. Dessutom stängs RVP1-spolen av, RVP-öppningskontakten stängs, ML-kontakten slås på och vänster strömförsörjning startar (när MP-kontakten slås på, startar den högra strömförsörjningen). Kopieringsfingret rör sig i detta fall.

Om trycket på kopieringsfingret minskar kommer kontakten att stängas igen och kopieringsfingret flyttas in i mönstret.Om profilen för mönstret är sådan att förskjutningen gör att trycket på kopieringsfingret ökar, stängs kontakt 2, ett annat relä 2PC för spårningseffekten och RVP2 för spolen hos RVP-reläet slås på. Detta kommer att koppla in MH-kopplingen och börja flytta kopieringsfingret bort från mönstret. Om P-omkopplaren flyttas till det övre läget, istället för att mata åt vänster, kommer en längsgående matning åt höger att resultera.

Elektriska kontaktkopiatorhuvuden och elektromagnetiska kopplingar används i universella kopiatorer. Kopieringsfel är vanligtvis i intervallet 0,05-0,1 mm. Hemmamaskiner speciellt konstruerade för elektrokopiering har induktiva kopieringshuvuden och matare vars hastighet styrs automatiskt.

Ris. 5. Schematisk bild av en elektrokopieringssvarv

Ris. 6. Strömförsörjning för elektrokopiering

Vid användning av drivenheter med variabel matning, för att säkerställa exakt kopiering, hög produktivitet och ytrenhet, är det nödvändigt att matningens tangent till konturen är konstant i storlek och inte beror på profilens lutningsvinkel. Låt konturen som ska kopieras vara en cirkel (Fig. 6):

där sx och sy är ledande och efterföljande emissioner, mm/min, respektive.

Om den resulterande matningshastighetsvektorn tangerar konturen, då

För högsta noggrannhet och produktivitet måste matningshastigheterna vara variabla och sammankopplade.

Kontrollkopiering från beröringsfria kopieringshuvuden utförs i funktionen att flytta kopieringsfingret i förhållande till dess neutrala position.Eftersom när det inte finns någon offset, är spårstiftet och fräsen i samma positioner, styrs kontrollen i fingeroffsetfunktionen enligt avvikelsen mellan positionerna för fingret och skäraren (proportionell kontroll).

För att förbättra bearbetningskvaliteten införs, förutom styrningen genom felinriktningen, styrning av ändringshastigheten för felinriktningen (från derivatan av förskjutningen med avseende på tid). Med denna differentialkontroll reagerar systemet snabbare på varje förändring i lutningen på kopiatorprofilen och bearbetningsnoggrannheten ökar.

Förutom styrning i diskrepansfunktionen och i dess derivatfunktion används styrning även i funktionen av avvikelsens integral i tid (integralstyrning). I det här fallet tas inte bara hänsyn till avvikelsens storlek, utan även den tid under vilken den inträffade. I detta fall förvärvar systemet egenskapen, i avsaknad av ytterligare kommandon, att röra sig i samma riktning som i föregående avsnitt av vägen. Denna rörelse liknar att ta av. Den inbyggda styrningen gör det möjligt att vid konstant lutning av profilen utföra steglös kopiering med en konstant position av kopieringsfingret Vid skarpa förändringar i mallens kontur neutraliseras den integrerade styrningens verkan genom inverkan av differentialkontrollen.

Vid kombinerad styrning matas summan av tre spänningar till en speciell elektronisk enhet proportionell mot värdet av missanpassningen, dess derivata respektive tidsintegralen, och drivenheterna styrs som en funktion av alla dessa tre värden.I detta fall kan bearbetningsfel minskas.

Inom industrin för metallskärmaskiner installeras olika hydrokopiatorer på universella och specialiserade maskiner. Både fasta och variabla matningsanordningar används och den hydrauliska drivningen gör det möjligt att helt enkelt tillhandahålla steglös matningskontroll över ett brett område.

Hydrokopieringssystem är snabba. De kan tillhandahålla uniaxial och biaxial kopiering. Hydrokopiatorsystem konkurrerar framgångsrikt med elektriska när det gäller bearbetningsnoggrannhet. Ett stort antal elektrokopiatorer och hydrokopiatorer är nu i drift i lokala verkstadsanläggningar. Elektrisk kopiering gör att du kan utföra bearbetning och enligt ritningen placerad i maskinen, som används istället för en kopiator.