Столы: координатные столы, графопостроители и столы на пневмоподушках

Современный координатный стол – сложная мехатронная система, объединяющая несущую конструкцию опоры с электромеханическим приводом и многоосной системой подачи, и исполнительный механизм произвольного назначения. Использование ПУ позволяет полностью автоматизировать процесс производства. Точность обработки одной или нескольких деталей на прецизионном столе может составлять до единиц микрон по каждой оси даже на достаточно высоких скоростях.

На несущей раме монтируются приводы подачи для перемещения исполнительного механизма и рабочая плита (решетка), на которой крепится обрабатываемая деталь. Фиксация детали обеспечивается механическим или вакуумным прижимом, реже - под действием собственного веса. Перемещение рабочего механизма по двум или трем координатным осям позволяет изготавливать плоские или объемные детали различной формы.

Существует несколько вариантов конструкции координатного стола. Выбор конструкции обуславливается его назначением и заданными техническими характеристиками.

Самые распространенные из них:

1. Крестовая конструкция обеспечивает большую гибкость системы и применяется обычно для обработки деталей со сложной пространственной геометрией, когда необходим доступ к детели с трех сторон. Крестовые системы используются в станках многоосного фрезерования, шлифовки или для трехмерного сканирования объектов, а также для работы в условиях непрерывной подачи заготовки (конвейер).

2. Координатные столы портального типа применяются в устройствах обработки плоских поверхностей, например, в станках лазерного раскроя, резки или сверления, а также в системах с большей нагрузкой по горизонтальным осям.

В приводе координатного стола используются традиционные передачи:

1. Зубчатый ремень

2. Пара шестерня - рейка и винт-гайка

3. Шарико-винтовая пара

4. Система линейного привода с двигателем непосредственного преобразования электромагнитной энергии в линейном перемещение.

В качестве приводов подачи в таких системах обычно применяются шаговые и синхронные двигатели, а также антисинхронные двигатели с обратной связью (допускается применение в системах, не использующих высоких динамических нагрузок).

Самым современным техническим решением для координатных столов на сегодняшний день является прямой (линейный) привод. Его принцип действия заключается в непосредственном преобразовании электромагнитной энергии в механическую энергию линейного или поворотного движения. Такой привод обеспечивает лучшие показатели практически по всем параметрам - точности, динамике разгона и торможения, скорости работы, повторяемости. В линейных двигателях нет вращающихся частей, подверженных износу и трению, поэтому с течением времени характеристики привода практически не изменяются. У линейного привода только один недостаток - высокая цена, поэтому его применение экономически оправдано только в высокоточных координатных системах.

Система управления координатным приводом предназначена для управления столом лазерной обработки в задачах лазерной резки и гравировки. Аппаратные и программные средства системы управления позволяют адаптировать ее для использования с различными конструкциями координатного привода, решения задач управленя станками плазменной резками, лазерной маркировки и др. Управление приводом и механизмом координатного стола осуществляется системами ПУ. По принципу формирования управляющего сигнала они делятся на:

1. Аналоговые схемы ПУ сегодня самые распространенные и широко используемые в машиностроении. Тем не менее, из-за ограниченного быстродействия их применение не всегда возможно в системах, работающих на высоких скоростях.

2. Импульсные системы используются для управления шаговыми двигателями или синхронными двигателями, имеющих импульсный вход. По характеристикам они уступают цифровым, но поскольку стоимость таких установок почти на порядок нже, их часто используют в бюджетных системах, не требующих особой точности позиционирования и обратной связи.

3. Современные цифровые системы получают сегодня все большее распространение благодаря широким возможностям обработки сигнала, удобству интерфейса, помехоустойчивости.