Реверсирование движений станка

Функция реверс – это изменение направления движения отдельных элементов станка (шпинделя, суппортов, столов) на противоположное в процессе обработки или наладки. Такая функция позволяет точно возвращать инструмент или заготовку в начальное положение, менять режущие инструменты. Грамотная реализация реверса повышает качество обработки, снижает риски повреждений и увеличивает общую эффективность производственного цикла.

Какие движения реверсируются и зачем?

Важной функцией станочных систем является возможность реверсирования отдельных видов движений:

• Реверсирование подачи – основное движение, предусматривающее поступательное перемещение отдельных элементов станка относительно заготовки или наоборот. Примером служит продольный реверс токарного станкастола или каретки фрезерного устройства. Во время обработки детали часто возникают ситуации, когда подача должна идти в обратном направлении. Например: возврат суппорта в исходное положение, коррекция траектории при обнаружении ошибки в положении инструмента, повторение цикла.
• Реверсирование шпинделя – реверсивное движение вращающегося элемента станка, удерживающего инструмент или заготовку. Шпиндель работает на высоких оборотах, обеспечивая основное главное движение, необходимое для механической обработки материалов. Возможность изменить направление вращения делает возможным обработку внутренних поверхностей, облегчение выхода металлической стружки наружу.
• Реверсирование вспомогательных движений – возврат зажимных устройств, которые освобождают заготовку, двигаясь в обратном направлении. Реверс применяют для перемещения защитных ограждений, например, створок защитного кожуха или заслонки. Обратное движение у сверлильного станка с реверсом нужно для смены оснастки и ее надежной фиксации.

Как это работает? Технические основы реверсирования.

Процесс реверсирования движений на станочном оборудовании основан на изменении направления перемещения или вращения ключевых компонентов машины. За реверс отвечает приводной механизм, который приводит в движение узлы агрегата через цепь промышленную приводную, зубчатую или червячную передачу. Управление станком при реверсировании осуществляется ЧПУ, контроллером или оператором вручную. Современные станки оборудованы системами ЧПУ, которые позволяют управлять всеми движениями с высокой точностью и скоростью реагирования.

Ключевую роль в передаче усилий и мощности от двигателей к рабочим узлам станка играет механизм передачи. Для точной настройки и синхронизации всех движений используются специальные датчики, фиксирующие положение каждого узла и передачу сигналов на систему управления.

Процесс изменения направления движения проходит в несколько этапов:

• Остановка текущего движения. Электроприводы останавливаются путем подачи соответствующего сигнала на обмотки двигателя, вызывая торможение ротора. Гидравлические приводы отключают подачу жидкости, активируя тормозные клапаны.
• Запуск в обратном направлении. После полной остановки двигатель запускается вновь, однако теперь в противоположном направлении. Скорость разгона зависит от массы подвижных частей и характеристик привода.

Безопасность при реверсировании: не просто кнопка «Назад».

Реверсивная работа станков, несмотря на свою полезность и удобство, несет определенные риски для здоровья работников и сохранности оборудования. Важно учитывать специфику процесса, чтобы исключить возникновение опасных ситуаций и минимизировать вероятность получения травмы.

При использовании реверса можно столкнуться со следующими рисками:

• Непредсказуемые движения. Резкая смена направления движения элементов станка создает опасность попадания руки работника внутрь рабочей зоны.
• Повреждение инструмента или заготовки. Инструмент, установленный неправильно или реверс, вышедший из-под контроля, могут привести к столкновению оснастки и изделия, что приведет к повреждению.
• Отрыв стружки и осколки. Направленное против обычного потока вызывает повышенную концентрацию обломков металла вокруг рабочего места, увеличивая риск травматизма глаз и кожных покровов.
• Ошибка программы. Неправильно настроенная программа ЧПУ может привести к неправильному исполнению команд, включая ошибочный реверс.

Но современные станки разрабатываются с учетом перечисленных рисков. Поэтому они снабжены рядом мер, направленных на повышение уровня безопасности при работе с реверсивными функциями. Одно из таких решений – ограждения и защитные экраны. Физически ограничивая доступ к опасным зонам, ограждения исключают попадание рук и ног сотрудника в зону активного перемещения механизмов. Специальные стопорные блокираторы немедленно блокируют движение станка при неправильном ходе оснастки.

Основной причиной большинства происшествий становится человеческий фактор. Поэтому большое внимание уделяется обучению операторов и повышению их профессиональной подготовки. Для этого проводят подробные инструкции, направляют на регулярные курсы повышения квалификации.

Выбор компонентов для надежного реверса

Реализация надежной системы реверсирования движений станков требует тщательного подхода к выбору комплектующих. Правильный подбор запчастей гарантирует не только долгосрочную работоспособность оборудования, но и высокие показатели качества выпускаемых изделий.

Критерии выбора компонентов для реверса:

• Тип движения и требуемые параметры. При выборе компонентов для вращательного движения, например, реверс шпинделя, оцениваются моменты сопротивления, максимальная скорость вращения, величина момента реверса. Для линейного движения рассчитываются максимальные усилия, допустимые ускорения и точность позиционирования.
• Частота реверсов (рабочий цикл). Каждая смена направления движения накладывает дополнительную нагрузку на винты ШВП, гайку шарико-винтовой передачи и на весь узел, создавая стресс для механических и электрических компонентов. Поскольку реверс сопряжен с ускорениями и рывками, направляющие должны иметь запас по несущей способности и устойчивости к механическим ударам.
• Требования к плавности. Прямой пуск характеризуется быстрым достижением максимальной скорости и сопровождается высоким уровнем ударных нагрузок. Контролируемый плавный старт (ЧП) обеспечивает постепенное наращивание оборотов, уменьшая износ и продлевая срок службы механизмов. Плавность важна не только при старте, но и перемещении модуля станка. Наиболее плавное движение обеспечивает шарико–винтовая передача. Если точность и плавность не критичны, то можно использовать привод с зубчатой рейкой и шестерней.
• Условия эксплуатации. Повышенная запыленность потребует регулярной очистки фильтрующих элементов и дополнительной вентиляции. Широкий диапазон температур накладывает ограничения на материалы изготовления и изоляционные покрытия.
• Наличие системы управления (ЧПУ, ПЛК) и ее возможности. Современное промышленное оборудование оснащается компьютеризированными системами управления, такими как ЧПУ или программируемые логические контроллеры (ПЛК). ЧПУ отличается высокой степенью автоматизации и возможностью программирования сложных последовательностей действий. ПЛК применяется там, где требуются базовые функции управления, например, включение - выключение, контроль сигналов.
• Требования к безопасности. Промышленные комплектующие должны соответствовать международным стандартам электробезопасности (IEC, ГОСТ).

Выбор подходящих компонентов для реверсирования движений станка – сложная задача, решить которую поможет компания TECHNIX. Предлагаем надежные компоненты для реверсирования движений, обеспечивающие долгую и продуктивную службу станкового оборудования.