Пневматика для станка ЧПУ

Что такое пневматика для станка ЧПУ

Пневматика для станка ЧПУ это узлы, которые используют энергию сжатого воздуха для вспомогательных движений станка. Воздух от компрессора проходит очистку и настройку давления, затем распределитель по команде контроллера или оператора направляет его в цилиндр, и шток цилиндра выполняет работу. Пневмопривод быстро срабатывает и просто подключается, а при упоре шток останавливается и цилиндр держит усилие без повреждений.

Какие задачи решает пневматика на станке

• Прижим заготовки. Пневмоцилиндры прижимают заготовку к столу или упору и отпускают её после обработки.
• Перемещение вспомогательных узлов. Цилиндры поднимают и опускают кожух пылеудаления, двигают упоры, заслонки и толкатели.
• Смена инструмента. В шпинделях с автоматической сменой инструмента сжатый воздух приводит в действие механизм, который освобождает инструмент для замены.
• Обдув. Струя воздуха убирает стружку из зоны резания и охлаждает фрезу и заготовку.

Из каких узлов состоит пневмосистема

• Подготовка воздуха. Фильтр-влагоотделитель задерживает воду и грязь из сети, регулятор держит на выходе заданное давление, лубрикатор при необходимости добавляет в воздух масло. Без подготовки вода и частицы изнашивают уплотнения и мешают распределителям переключаться, а колебания давления в сети меняют усилие и скорость цилиндров.
• Пневмораспределители. Переключают потоки воздуха: подают его в нужную полость цилиндра и выпускают воздух из другой полости в атмосферу. Распределитель переключается катушкой по сигналу контроллера, кнопкой, педалью или воздушным сигналом от другого клапана.
• Пневмоцилиндры. Превращают давление воздуха в прямолинейное движение штока. Цилиндр одностороннего действия выдвигает шток воздухом, а возвращает его пружина. Цилиндр двустороннего действия двигает шток воздухом в обе стороны.
• Пневмофитинги. Соединяют трубки с портами узлов, разветвляют линии и держат соединения герметичными. К этой же группе относятся регуляторы потока, которые задают скорость штока, глушители на выхлопе распределителя и заглушки для неиспользуемых портов.

Как узлы соединяются в систему

1. Сжатый воздух от компрессора подводят к блоку подготовки на входе в станок. Узлы блока стоят по ходу воздуха в порядке: фильтр, регулятор, лубрикатор.
2. С выхода блока воздух по трубке идёт в порт подачи P распределителя. Если от одного блока питаются несколько распределителей, линию делят разветвителем.
3. Рабочие порты распределителя (A и B у схемы 5/2) соединяют трубками с портами цилиндра. Фитинг подбирают так, чтобы его резьба совпадала с портом, а цанга с наружным диаметром трубки.
4. На выхлопные порты распределителя ставят глушители: они снижают шум сброса воздуха и не пускают пыль внутрь.
5. На порты цилиндра ставят регуляторы потока и ими настраивают скорость выдвижения и втягивания штока.
6. Катушку электромагнитного распределителя подключают к выходу контроллера станка, и цилиндр срабатывает по программе.

Линию обдува фрезы и заготовки подключают перед лубрикатором, иначе вместе с воздухом на заготовку попадёт масло.

Как подобрать пневматику для станка

• Начните с движения. Определите, какой узел должен двигаться, на какое расстояние и с каким усилием. По перемещению выбирают ход цилиндра, по усилию диаметр поршня.
• Рассчитайте усилие. Усилие цилиндра равно давлению воздуха, умноженному на площадь поршня. Поршень диаметром 32 мм имеет площадь 804 мм², при давлении 5 бар (0,5 МПа) он толкает шток с усилием 402 Н. Площадь растёт как квадрат диаметра, поэтому поршень вдвое большего диаметра даёт в 4 раза большее усилие при том же давлении. При втягивании усилие меньше, потому что часть площади поршня занимает шток.
• Подберите схему распределителя. Цилиндру одностороннего действия с пружиной нужен распределитель 3/2, цилиндру двустороннего действия 5/2. Чтобы остановить шток в середине хода, ставят распределитель 5/3 с закрытым центром, для обдува и простого включения воздуха достаточно 2/2.
• Выберите способ управления. Для работы по программе нужен электромагнитный распределитель, напряжение его катушки должно совпадать с напряжением цепи управления станка. Для наладки и ручных операций подходят кнопка или рычаг, педаль оставляет руки оператора свободными.
• Решите, что будет при отключении питания. Распределитель с одной катушкой и пружиной при отключении тока возвращается в исходное положение. Заранее выберите, в каком положении должен остаться цилиндр, например прижим поднят и заготовку можно снять.
• Сверьте резьбу и трубку. Резьбу портов в пневматике обозначают в дюймах условно: это обозначение трубной резьбы, а не её наружный диаметр. Фитинг с одной стороны должен совпадать с резьбой порта, с другой с наружным диаметром трубки.
• Проверьте давление. Регулятор выставляют не выше допустимого давления для распределителей и цилиндров по их маркировке.
• Решите вопрос смазки. Нужна ли смазка воздуха, указано в паспорте распределителей и цилиндров. Если смазка не требуется, в блоке подготовки достаточно фильтра и регулятора. Если масло в линию начали подавать, подавайте его постоянно: масло смывает заводскую смазку, и без него уплотнения изнашиваются быстрее.

Монтаж и обслуживание

• Перед подключением продуйте трубки и порты, чтобы стружка и пыль не попали в распределители и цилиндры.
• Отрезайте трубку перпендикулярно оси: косой срез нарушает герметичность фитинга.
• Уплотняйте резьбу лентой ФУМ или резьбовым герметиком и следите, чтобы герметик не попал внутрь узлов.
• Проверяйте соединения под давлением мыльным раствором: утечка видна по пузырям.
• Сливайте конденсат из колбы фильтра, пока вода не поднялась до фильтрующего элемента.
• Перед заменой узлов и доливом масла в лубрикатор сбросьте давление в линии.