Навіщо електроіскровому верстату оптимальний іскровий зазор?
Чому розмір електроіскрового зазору взагалі важливий? Спробуємо пояснити на простому прикладі:
Автомобілісти з досвідом знають, наскільки важливий зазор у свічках запалювання. Великий зазор – слабка іскра, дуже малий – нестабільне запалювання. Чим точніше відрегульований зазор, тим якісніше та швидше підпалювання палива.
Електроіскрова (електроерозійна) обробка – процес значно більш складний, ніж запалювання у двигуні внутрішнього згорання.
Робочий інструмент у електроіскровому процесі – іскра! Безліч – сукупності – електроіскрових розрядів у міжелектродному зазорі (МЕЗ) між електродом-інструментом та оброблюваною заготовкою.
Оптимальний зазор в електроерозії – це оптимальні енергетичні режими іскроутворення і, як результат, оптимальне знімання металу заготовки та максимально продуктивна та якісна обробка при найменшому зношуванні електроду.
Зазор в електроіскровой (електроерозійной) обробці безперервно змінюється.
Проблема, однак, в тому, що зазор в ЕІ обробці безперервно змінюється по ходу процесу, по мірі еродування металу. Іншими словами, зазор в ЕІ обробці поняття не статичне.
Зазор необхідно безперервно корегувати, змінюючи відносне положення електроду (та деталі). Чим частіше та динамічніше така корекція виконується, тим більше відсоток часу зазор підтримується оптимальним, а процес електроерозії стабільно ефективним.
Чи можуть інертні КГП приводи з кулько-гвинтовими парами (КГП) з їх патологіями у вигляді люфтів, мертвих ходів та інших вроджених конструкційних пороків ефективно корегувати взаємне положення так, щоб зазор завжди залишався у межах оптимального ?
Відповідь очевидна!
Фактичні точки, куди привід з КГП подає електрод, виявляються в широкій області зазору, в декілька разів більше, ніж область оптимального зазору. В результаті ЕІ верстати з КГП-приводами більшу частину робочого циклу працюють малоефективно, з зазори більше або менше оптимального і, звісно, зі зниженими або завищеними енергетичними режимами.
Високомоментні сервоприводи Sodick з планарними лінійними двигунами корегують положення електроду відповідно з командами компьютерного ЧПК
1000 раз в секунду!
Завдання сервосистем приводів електроіскрового верстата - подати електрод максимально точно до командної точки, що розраховується КЧПК.
Величину оптимального зазору задає система комп’ютерного ЧПК Sodick, розраховуючи її за станом зазору та даними «бази данних» ЕІ обробки. У кожний момент обробки КЧПК визначає свої оптимальні енергетичні режими іскроутворення і величини переміщення електрода. В результаті досягається найбільш продуктивна та якісна обробка при найменшому зносі електрода.
Чи йдеться про прошивну електроерозію або про дротяно-вирізне електроіскрове різання, фізика процесів подібна. КЧПК прогнозуюче розраховує електроіскрові режими та корекції положення електрода щодо деталі. Чим частіше виконуються такі корекції, тим стабільніше і оптимальніше процес.
У прошивній електроерозії зазор змінюється в ході [планетарних] осциляцій – малих переміщень електрода перпендикулярно до осі обробки. (У більшості випадків осциляції виконуються по осях XY, щоб сприяти евакуації шламу.) І паралельно йдуть релаксації електрода: електрод відводиться вгору для евакуації шламу і опускається вниз для знімання електроіскрового металу заготовки.
Планарні лінійні сервоприводи підтримують міжелектродний зазор оптимальним незрівнянно ефективніше!
Лінійні приводи – майбутнє електроіскрового верстатобудування!
Звичайні приводи з КГП не здатні робити це з достатньою швидкістю та точністю. Причина – вроджені конструкційні вади КГП-приводів:
- мала швидкість
- низька динаміка
- велика інерційність
- температурні деформації безлічі металевих частин
- наявність люфтів (звідси мертві ходи)
- нестабільність по тертю (стрибкоподібні подачі)
- похибка кроку гвинтів
Фактичні точки, куди привід з КГП подає електрод, виявляються у широкій області зазору, у кілька разів більшій, ніж область оптимального зазору. В результаті ЕІ верстати з КГП-приводами більшу частину робочого циклу працюють малоефективно, із зазорами більше або менше оптимального і, відповідно, зі зниженими або завищеними енергетичними режимами.
Тільки ЕЕ верстати з планарними лінійними сервоприводами вперше гарантують точне і динамічне одночасно позиціонування електрода в область оптимального зазору. Це досягається завдяки незрівнянно вищій точності та динаміці (моментальності) лінійних сервоприводів з планарними ЛД.
- швидкість сервоподач – до 36 м/хв (600 мм/сек), максимальне прискорення – до 2,00G!
- вкрай мала інерція
- відсутні передавальні механізми – відсутні зазори – зникають люфти – зникли мертві ходи!
- мінімум тертя (тільки в напрямних) – зникли стрибкоподібні подачі!
- не має гвинта КГП – позбулися похибки кроку гвинта та необхідності її компенсації;
- мінімум термодеформацій завдяки власній унікальній системі охолодження та конструкційній кераміці з особливо малим тепловим розширенням (охолодження необхідне лише на високонавантажених приводах прошивних верстатів та великогабаритних вирізних).
В даний час компанія Sodick виробляє лінійні планарні (плоско-паралельні) лінійні двигуни та сервоприводи на таких ЛД, які забезпечують дискретність 1 (один) нм (нанометр) у прецизійних верстатах Sodick!
- швидкість понад 100 м/хв у високошвидкісних верстатах Sodick!
- прискорення понад 5G у високомоментних верстатах Sodick!
Такі характеристики недосяжні ні КГП-приводам, ні формально лінійних штокових (циліндричних) приводам. Причини, чому це недосяжно для КГП-приводів, перераховані вище та цілком очевидні. Що ж до штокових приводів, то їх слабка тяга обмежує їх застосування лише малими дротяно-вирізними ЕІ верстатами. Якщо такі приводи, розроблені для складальних роботів, спробувати поставити в прошивний верстат, вони не зможуть підняти навіть легкий електрод.