Модернизация ТВ-9

Всё о ЧПУ (CNC). Компоненты, станки, программы.
Аватара пользователя
Автор темы
Валерий
Реальное имя: Валерий
Откуда: Владимир

Модернизация ТВ-9

Сообщение Валерий » 28 дек 2015, 15:05

Добрый день Форумчанам.
Выношу на Ваш суд мои работы, начну с доставшегося мне случайно практически нового ТВ-9. Рядом закрылось предприятие, много разного оборудования, освобождали срочно площади ну вот и за малые деньги прикупил токарный станок и сверлилку.
Состояние - приличное, работали мало но ухода не имел практически никакого. Правда и у меня с момента покупки до установки в мастерской простоял мой ТВ 3 года в гараже.
После доставки в мастерскую ревизия показала следующее:
Чугунная рама крепления двигателя привода лопнула и оторвана (небольшая проблема, снял размеры, сварил из профильной трубы и собрал - работы на пол дня).
У эдвигателя 3 лапы живые одна оторвана (обломок утерян). Тут ничего не поделаешь - пока на трех стоим. Предварительно переключил с 3 фаз 380В(звезда) на 3 фазы 220В(треугольник). Запитал от частотника (на входе 1ф 220 В, на выходе 3ф 220 В).
Передняя бабка практически пустая, но и отложений нет - это хорошо. Вычистил и залил масло в ПБ. Ручки переключают ровно и уверенно, без закусываний.
Про патрон на первый взгляд сказать было нечего - немного легкой ржавчины, без закусываний, снял, разобрал, почистил от стружки, помыл, помазал, собрал.
Направляющие не задраны, следов износа нет. Помазал.
Гитара - шестерни целые без сколов, почистил смазал. Коробка привода подач без видимых неисправностей, поменял фитили добавил маслица.
Вал, винт, рейку - почистил смазал.
А вот маточная гайка на супорте ведет себя не очень - отжимает немного (около 1 мм). И так и сяк и прокладки ставил вдоль и поперек - пока винт отжимает.
Проблемы появились как коснулся поперечной подачи - заклинена. Кое как вывернул винт, снял - гайка стальная!!!!, резьба свернута!!! Винт живой. Отдал токарям - выточили бронзовую гайку, благо чертежи есть и прогнали винт.
Задняя бабка проблем не составила.
В общем около недели ушло на подготовку к первому пуску, да и далее проблем не было ни с пуском ни с первыми точениями.
В общем то эта часть не оставила у меня ни каких эмоций и не особенно запомнилась. Однако первые уроки самостоятельной работ, первый опыт дал толчек к работе над модернизацией станка. Какие же идеи у меня возникли:
1. Передняя бабка, план шайба и патрон подлежали выверке, регулировкам и проточке, что в принципе и было сделано. Тут я очень благодарен всем участникам форума чипмейкер, все рекомендации, опыт и предложения были изучены, проанализированы и после советов с технологами и слесарями ремонтниками механического производства были реализованы. Не в нули но для начала приемлемо.
Кроме того установка частотника на двигатель шпинделя дала плавную регулировку в более широких пределах.
2. Очень напрягла взаимосвязь скорости вращения шпинделя и продольной подачи. Однако понимаю, что эта связь предназначена для получения резьб. Задался вопросом - а какие резьбы я собираюсь нарезать? Ответ 99% метрические, получение которых возможно с ипользованием плашек и метчиков. 1% это возможные варианты изготовления ходовых винтов и гаек или чегото такого о чем я по неопытности не знаю. Решение - разорвать связь ПБ и ПП и поставить отдельный двигатель с использованием частотника на продольную подачу. Поперечная подача как то дальше уже напрашивалась сама к использованию регулируемого привода.
Конечно решение установить частотники или шаговые двигатели не ново, но я то с этим самостоятельно столкнулся в первые. После долгих дискуссий о том что использовать шаговики или асинхронники с частотниками выбор пал на второе. Не бесспорно но постараюсь объяснить:
В силу своей работы, о частотно регулируемом приводе я знаю почти все, все решения с подготовкой двигателя, установкой датчиков (энкодеров), настройки режимов уже есть. Програмное обеспечение позволяющее отстроить привода на станке тоже готовы. Из нескольких горелых преобразователей доноров собрали три, которые вполне справляются с поставленными задачами на приводах подач и главного движения. Кроме того наличие датчиков обратной связи на ЭД позволят в дальнейшем (ну уж если совсем крыша съедет) связать все в систему ЧПУ, хотя пока не вижу даже малейших задач у себя для этого, кроме разве что резьбонарезания резцом, организации многопроходных циклов точения, и сложнопрофильных деталей. Но это далеко. Таким образом разорвав связь шпинделя и подач я получаю огромное поле для черновой и чистовой обработки любых материалов в пределах возможностей станка и инструмента.
3. Ну очень не информативные лимбы, ну беда. За 14 тр на алиэкспресе заказал и получил двухосевую систему УЦИ. Долго аж 4 месяца посылка шла ко мне. Когда получил было ощущение что по ней ездили поезда, ее десантировали с самолета без парашюта, и голуби пытались построить из этих коробок гнездо. Но все было хорошо - и комплектно и сразу заработало при первом включении.
4. Необходим пульт управления в легкой досягаемости не создающий помех в рботе и содержащий все органы управления. Индикацию УЦИ принципиално с ним не совмещаю - этот прибор со своей консолью и абсолютно автономный.

Ну чтоже решение принято приступаем к исполнению.
1. Расчет и подбор двигателей для приводов подач был недолгий и я приобрел 2 асинхронника ( к слову сказать не все асинхронники в силу конструктива и качества сборки пригодны к эксплуатации в составе частотнорегулируемого привода). дважды менял эд 63 высоты из за плохого качества сборки и плохих подшипников. Электродвигатель на привод продольной подачи 71 высоты подошел без проблем.
Далее как и на приводе шпинделя переключил обмотки Эдвигателей на 3ф 220 В. Вот далее на самом станке проточил обратные концы валов (там где стоит крыльчатка собственного вентилятора) до 9,9 мм для посадки цанг муфт датчиков обратной сязи. Правда тут меня ждал первый сюрприз - неопытный токарь (я) ошибся и вместо того чтобы проточить длинный вал в самой крайне его части поджав задней бабкой, я сначала обрезал вал в размер, чем лишил себя центрующего отверстия !?!?!?!? Неумный человек - сказал я про токаря. Но делать нечего надо придумывать как выходить из ситуации тем более что вал никак не хотел центроваться и все время были биения. Подумал подумал и решил изготовить люнет.
Решил ну значит исполняй. Посмотрел чертежи фирменных, самодельных. Ну нет у меня такого материала - ни чугунных отливок специальной формы, ни толстого листового материала а есть обрезки уголка 130. Есть болты М14 на 150 мм. Есть бронзовые декоративные грибки с полусферической шляпкой диаметром 13 мм и ножкой диаметром 8 мм и длиной 50 мм (остатки от чего то не помню). Посмотрел углы на фирменных люнетах, подумал себе подумал и за два дня собрал вот это приспособление (к стати оч хорошее приспособление для токарного станка пригодилось несколько раз в дальнейшем).
Люнет.jpg

Верхний болт и бронзовый вкладыш просверлены и через них из микромасленки (пластиковая пипетка от глазных капель заполненная маслом) подается масло для смазывание поверхностей скольжения. Все остальное решилось практически сразу: и зацентровался и поджал центром задней бабкой и проточил вал электродвигателя под посадку муфты энкодера.
Сборка ЭД.jpg

Дальнейшая сборка уже не представляла труда.
Энкодер.jpg

По ходу жена предлагала проветриться и мы совершали вылазки за вот таким чудом.
Грибы.jpg

2. Установка электродвигателя продольной подачи в принципе не составляла задачи кроме разве что системы натяжения ремня. Решил использовать талреп. Шкивы для ременной передачи как и многое из нас нашел в автомагазине. Шкив на коробке подач установил на входной вал вместо шестерни. К стати диаметры отверстий и шпоночные пазы совпали.
3. Задача по установке привода поперечной подачи была посложнее. Я решил использовать установку двигателя с приводом на вал вместо маховичка. Думаю что есть и более элегантные решения чем ввоспользовался я, к примеру расположить привод в задней части поперечных салазок. Я рассматривал все варианты в том числе и разворот салазок. Однако мое решение было продиктовано необходимостью минимальных переделок, в противном случае изменения механической части поперечной подачи были бы очень значительными и включали бы в себя перестановку резцедержки. К стати как многократно отмечалось разборка поперечных салазок и снятие гайки поперечной подачи очень трудоемки. Поизучал документацию, подумал и у одной из модификаций станков серии ТВ увидел что задняя часть продольных салазок удалена и свободный конец винта поперечной подачи открыт. Я удалил заднюю стенку (думаю что это не привело к зачительному ослабление конструкции продольных салазок) и в результате теперь салазки легко снимать и устанавливать при необходимости. По ходу работ я реализовал решение о сверлении отверстия в винте крепящем ходовую гайку поперечной подачи и установки масленки, не помню у кого, но это решение я так же почерпнул на чипмекере у коллег, спасибо. Так как система подач от электропривода исключалет использование автоподач, использование рейки все механизмы, шестерни, рейки, вал были удалены и на фартуке остался только рукоятка включения ходового винта (замыкания маточной гайки).
Далее я решил использовать на приводе поперечной подачи шкивы и ремень от рубанка Ребир которые подошли по размерам. Это доступные и недорогие комплектующие есть в любом магазине с запчастями на такую технику.
Прикинув расположение привода поперечной подачи я пришел к выводу о возможности совместить площадку на которую устанавливается двигатель с площадкой на который установлю панель управления станком.
Пульт и поперчная подача.jpg

4. Паралельно я разработал схему электрическую принципиальную модернизации и изготовил шит управления, панель управления, поменял место установки переключателя привода шпинделя. Во всех панелях силовые (220 В) и сигнальные (24 В) провода разнесены в отдельные жгуты и разъемы.
5. Установка УЦИ в принципе не составляет труда, необходимо только пользоваться рекомендациями производителя. Это у меня заняло 2 дня с разработкой и изготовлением креплений оптических головок, которые по моему мнению более подходят нежели штатные присланные мне китайцами. К стати на фото Вы увидете ржавчину на кронштейне. Результат смены погоды и влажности. С вечера все детали были изготовлены к устновке, а на утро часть из них были с легким налетом ржавчины. Но не стал вытирать, так как сборка была пробной, после разборки все детали будут доработаны, очищены и покрашены.
УЦИ.jpg

А вот теперь подошла глубокая осень, температура опустилась ниже 0 градусов и мне пришлось до весны покинуть мою мастерскую (в 60 километрах от дома) не приспособленную к работе в холод. Теперь до весны.
Однако работы не прекращаются, вместе с моими колегами я собрал всю электричечкую часть станка, нашел несколько ошибок и исправил их, изготовил жгуты с проводами и разъемами для коммутации приводов, двигателей, датчиков, панели управления и переключателя работы шпинделя, отладил работу всех приводов и переключателей.
Теперь в результате я имею следующий станок:
Привод шпинделя 1,1 кВт, 1500 об в мин,
Диапазон регулирования частоты вращения шпинделя 50:1, то есть 1000-20 об в мин. (программируется в любую сторону),
Привод продольной подачи 0,55 кВт, 1000 об в мин,
Скорость быстрого перемещения 0,1 м в сек (программируется в любую сторону),
Скорость рабочих подач 2 диапазона 0,025-0,0025 м в сек и 0,0025-0,00025 м в сек,
Привод поперечной подачи 0,37 кВт, 1000 об в мин,
Скорость быстрого перемещения 0,1 м в сек (программируется в любую сторону),
Скорость рабочих подач 2 диапазона 0,025-0,0025 м в сек и 0,0025-0,00025 м в сек,
Эти данные зашиты в преобразователи частоты мною на стенде в программы преобразователей и легко изменяются в любую сторону.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
е_Вячеслав
Откуда: Москва

Модернизация ТВ-9

Сообщение е_Вячеслав » 28 дек 2015, 15:29

Очень интересная тема!!! Жаль только фоток мало, но, как бы, общее представление получил, особенно понравилась идея установки дополнительного двигателя на подачу! Получается. теперь Вы можете резать любые резьбы с любым шагом.!!! А, ходовой винт так и продолжает отжимать? Скорее всего вверх, или сделали что то?

Аватара пользователя
Автор темы
Валерий
Реальное имя: Валерий
Откуда: Владимир

Модернизация ТВ-9

Сообщение Валерий » 28 дек 2015, 15:56

Относительно резьб -не получится резать резьбы резцом. Для этого необходимо согласовывать с высокой точностью подачу со скоростью шпинделя и организовывать заход в нитку резьбы при многопроходной нарезке резьбы резцом. Все это реализуется при установке резьбюового датчика на шпиндель (тот же энкодер что и на подачах) а кроме того необходим вычислитель для согласований скоростей и организации циклов многопроходности а это ЧПУ.
А вот с винтом и маточной гайкой я пока не разбирался , лобовое решение установить прокладку между фартуком и продольными салазками не прошло . Отжим идет не только по вертикали но и по горизонтали. При снятии фартука обнаружил что сборщики на заводе столкнулись с темже и тонкими жестяными полосками пытались это исправить но безрезультатно. А вообще у меня мысль выточить гайку неразъемную и закрепить ее жестко на фартуке вместо маточной.

Аватара пользователя
ROW
Реальное имя: Роман
Откуда: Барнаул

Модернизация ТВ-9

Сообщение ROW » 28 дек 2015, 16:06

Люто плюсую! Хотел +3 но наш добрый админ отжал единичку есть только +2 :pardon:
Указую господам сенаторам, чтобы речь держать не по писаному, а своими словами, чтобы дурь была видна каждого.Петр I

Аватара пользователя
Автор темы
Валерий
Реальное имя: Валерий
Откуда: Владимир

Модернизация ТВ-9

Сообщение Валерий » 28 дек 2015, 17:17

Дополнительно выкладываю схемы станка
ТВ9 схема электрическая.pdf


Отправлено спустя 15 минут 22 секунды:
К стати нашел у себя фото варианта продольных салазок без задней стенки привода поперечных салазок
Супорт без задней стенки и хитрая гайка.jpg
это же я повторил у себя.
Кроме того вариант хитрой ходовой гайки.
Еще одно замечание относительно установки и использования УЦИ. Жесткая установка или связь с УЦИ и исполнительного органа позволяет вообще не обращать внимания на люфты, так как УЦИ будет показывать только фактитческие перемещения по осям. Таким образом жесткая установка или связь УЦИ и суппорта, продольных салазок, жестко закрепленных поперечных салазок позволяет получать фактические данные перемещений резца по всем осям.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
KimIV
Реальное имя: Игорь
Откуда: Кунгур

Модернизация ТВ-9

Сообщение KimIV » 28 дек 2015, 18:00

Абалдеть! Какой рукастый и талантливый человек к нам пришёл! Я совсем не в теме про УЦИ и ЧПУ, поэтому недостатков не вижу, а только восхищаюсь :jokingly: :good2:
Ты должен делать добро из зла, потому что его больше не из чего делать. Уоренн Роберт Пенн.

Аватара пользователя
Автор темы
Валерий
Реальное имя: Валерий
Откуда: Владимир

Модернизация ТВ-9

Сообщение Валерий » 28 дек 2015, 18:49

Уважаемый KimIV,
может это будет интересно и другим, УЦИ это устройство цифровой индикации. Состоит из двух частей: оптической линейки которую устанавливают на измеряемую ось с подвижным оптическим датчиком и вторая часть приемник сигнала - непосредственно цифровой блок обработки сигнала и индикации перемещений.
Осевых линеек и соотвтственно датчиков на них может быть и более двух, все зависит от количества контролируемых линейных осей, сверлилка - одна ось (если нет подвижного стола, если есть то три), токарный две-четыре оси, фрезерный три и более осей. Отсюда и вытекает количество необходимых линеек. Для токарки подходит вариант - http://ru.aliexpress.com/item/2-Axis-di ... wVersion=2 (это не реклама просто я это купил), кроме того эта УЦИ специальная для токарки и имее ряд специфических возможностей для вычисления - к примеру вы можете коснувшись детали и померив штангелем диаметр ввести его в УЦИ как диаметр. Теперь перемещение на 1 мм будет уменьшать диаметр на 2 мм - именно этот расчет будет вести УЦИ и показывать фактическое изменение диаметра детали.
Уци как в простых вариантах не обладают возможностями выдавать управляющие сигналы. Правда в данном приведенном выше случае если ввести размеры (диаметр или длину проточки) специальным образом УЦИ способен выдавать некий сигнал достижения точки задания, это можно использовать в качестве сигнала для прерывания подачи.
На самом деле прибор не сложный и в китайском варианте довольно качественный и в несколько раз дешевле чем оригиналы.
Еще дешевле обходится вариант с установкой цифровых линеек на оси с индикацией как у цифрового штангенциркуля. Они есть с выносными индикаторами которые можно установить на одну панель, цена одной оси из Китая 2-3т рублей. Пример http://ru.aliexpress.com/item/High-Accu ... 133.4Umvna
Прошу простить - это не реклама. Просто я это использовал, может комуто пригодится.

Аватара пользователя
е_Вячеслав
Откуда: Москва

Модернизация ТВ-9

Сообщение е_Вячеслав » 28 дек 2015, 19:48

Валерий писал(а):Источник цитаты А вообще у меня мысль выточить гайку неразъемную и закрепить ее жестко на фартуке вместо маточной.
Тогда суппорт штурвалом по рейке не сможете перемещать.

Аватара пользователя
Автор темы
Валерий
Реальное имя: Валерий
Откуда: Владимир

Модернизация ТВ-9

Сообщение Валерий » 29 дек 2015, 02:15

Уважаемый Вячеслав,
все дело в том, что на станке нет уже ни реек, ни штурвалов, ни вала. Остался только ходовой винт, маточная гайка, и ручка ее включения. В моем варианте модернизации не предусмотрено какое либо ручное управление. Задание всех перемещений осуществляет крестовой переключатель типа кранового с кнопкой быстрого хода (красная на голове) которую включает при необходимости оператором станка для быстрого перемещения в точку или отведения резца. Все размеры контролируются по УЦИ, при подходе к точке окончания реза я регулятором скорости снижаю подачу до минимума и вывожу размер на малой подаче.
Крестовый переключатель опять таки заказывал у китайцев
Крестовый переключатель.JPG

Хотя на каком то сайте по модернизации хобийных станков я увидел, что штурвал продольной подачи устанавливают с противоположной от коробки подач стороны, на свободно вылетающий из подшипника конец ходового винта
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
е_Вячеслав
Откуда: Москва

Модернизация ТВ-9

Сообщение е_Вячеслав » 29 дек 2015, 12:35

Вот теперь понял, тогда с целиковой гайкой будет только лучше, ее еще и безлюфтовой можно сделать, имею в виду - разрезной или составной.


Вернуться в «Системы ЧПУ»