Search

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.

spark plug

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.

gap-small web
gap large web
оптимальний іскровий зазор

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.

Завдання сервосистем приводів ЕІ верстата – подати електрод максимально точно в командну точку, що розраховується КЧПК.
Інертні КГП-приводи справляються із цим завданням дуже посередньо.

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.

Переваги лінійних сервоприводів:
  • 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).
Для довідки:

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.