Файл: Сергиевский, Л. В. Наладка, регулировка и испытание станков с программным управлением учебное пособие.pdf

Помимо углового смещения, в многодорожечных маг­ нитных головках (рис. 17, в) вследствие погрешности обработки рабочих плоскостей полублоков головки и ряда других технологических причин возникают дополнитель­ ные трудности по установке всех элементарных головок на одной прямой, называемой линией передних зазоров 2. Расстояние между магнитной" лентой / и элементарной магнитной головкой называется передним зазором. Кри­ терием качества изготовления головки 4 служит расстоя­ ние между центральной линией 1 и линией максималь­ ного смещения 3. В современных воспроизводящих го­ ловках, обеспечивающих считывание информации с высо­ кой плотностью записи (50 имп/мм), смещение линии ра­ бочих зазоров не должно превышать 2^-3 мкм.

На погрешности считываемого сигнала для фазовых систем сказываются и колебания амплитуды сигналов из-за неравномерной чувствительности самой магнитной ленты.

Потери из-за непараллельности углов наклона рабо­ чих зазоров у магнитных головок записи и воспроизве­

с магнитными головками имеет и износостойкость голо­ вок. Объем стираемого материала сердечника в первом приближении пропорционален длине ленты, посредством которой производилось истирание. Коэффициент про­ порциональности, или коэффициент истирания, служит характеристической величиной для материала сердечника головки и типа магнитной ленты. Коэффициент истира­ ния пропорционален давлению ленты на головку и за­ висит от скорости движения ленты [42]. Коэффициент истирания определяется по объему истертого материала головки, приходящемуся на единицу длины магнитной ленты. Объем материала может быть найден по глубине

44

износа рабочей поверхности. Определив эти величины и зная скорость ленты в конкретном'аппараге, угол обхвата головки лентой, а также форму и размеры рабочей по­ верхности, можно затем рассчитать срок службы головки в часах. По данным специалистов [42], коэффициент истирания для головок из пермаллоя в 10—15 раз больше,

Для перемещения магнитной ленты в станках с систе­ мами ЧПУ служит лентопротяжный механизм, который подводит под магнитную головку заданный участок маг­ нитной ленты. Лентопротяжный механизм должен иметь стабильную скорость перемещения ленты. Точность под­ держания заданной скорости ленты определяется условием работы станков и она не должна выходить за предел ±5% . В лентопротяжном механизме необходимо обеспечить малую инерционность ленты при разгоне и торможении (остановке). Должны быть сведены к минимуму все напря­ жения, возникающие при разгоне, остановке, передвиже­ нии, хранении ленты на устройстве и вне его, при уста­ новке на устройство и съеме, для того, чтобы они не при­ водили к повреждению ленты или ухудшению качества записанных сигналов. Устройство должно обеспечивать точность протягивания, т. е. точнее направление магнит­ ной ленты на всем тракте лентопротяжного механизма без перекосов и повреждений краев. Повреждение краев ленты — основная причина ее обрывов. Лентопротяжный механизм должен обеспечивать минимум вибрации ленты и надежный контакт между лентой и магнитной головкой. Наиболее широкое применение в станках с ЧПУ нашли лентопротяжные механизмы с двумя катушками; с одной из них лента сматывается, а на другую наматывается.

Рассмотрим лентопротяжный механизм с нерегулируе­ мой скоростью протягивания ленты шириной 35 мм, при­ меняемый в станках с ЧПУ импульсной системы.

Упрощенная кинематическая схема лентопротяжного механизма приведена на рис. 18. Рулон магнитной ленты 2 опирается на ограничители 1. Во время работы магнит­ ная лента 6 перематывается с одной катушки 3 на другую. Катушки установлены на валах 4 и 5 электродвигателей

45

Рис. 18. Схема лентопротяжного механизма

типа ДПА-010/5-4М, которые являются асинхронными конденсаторными двигателями. Оба двигателя снабжены ленточными тормозами, которые управляются электро­ магнитом. При работе устройства в режиме воспроизве­ дения программы магнитная лента с постоянной скоростью движется относительно магнитной головки 13\ ее пере­ мещение осуществляется ведущим валом 10, снабженным маховиком 9, и прижимным роликом 14, который также управляется электромагнитом. В качестве ведущего дви­ гателя 7 используется асинхронный двигатель ДВА-4У (п = 695 об/мин), который через фрикционную передачу 8 вращает ведущий вал 10.

В режиме воспроизведения магнитная лента, с целью уменьшения воздушного зазора, прижимается к магнит­ ной головке колодкой 11, управляемой с помощью рыча­ гов 12 электромагнитом прижимного ролика. В этом ре­ жиме лента сматывается с левой катушки 3 и левый дви­ гатель 4 при этом работает как электрический тормоз, обеспечивая необходимое натяжение ленты, правый вал двигателя осуществляет намотку ленты с необходимой плотностью на правую катушку. Крутящие моменты на валах двигателей 4 и 5 и, следовательно, величину натя­ жения ленты регулируют изменением напряжения на

клеммах двигателей.

*

46

Обратная перемотка магнитной ленты производится на повышенной скорости левым валом двигателя, правый вал двигателя в этом режиме притормаживает ленту, при этом ведущий двигатель 7 отключается, а прижимной ролик 14, рычаг 12 и колодка 11 отводятся от ленты пру­ жиной. Одновременно рычаг 12 автоматически отводит ленту от магнитной головки и этим снижает истирание ее. При ускоренной перемотке «вперед» намотку осуще­ ствляет правый вал, а левый вал является тормозом.

Рассмотрим работу отдельных узлов лентопротяжного механизма и выясним причину возникновения при этом погрешностей и неисправностей. Наиболее распространен­ ной конструкцией ведущего узла этого механизма явля­ ется схема, состоящая из прижимного обрезиненного ролика и вала соединенного с двигателем непосредственно или через трансмиссию. Лента прижимается к валу сво­ бодно вращающимся обрезиненным прижимным роликом, который имеет ширину несколько большую, чем ширина магнитной ленты. В этом случае, так как сцепление ленты с резиной больше, чем с металлом, вращение передается от вала к прижимному ролику, а уже последний ведет за собой ленту. Поэтому точное значение скорости движе­ ния ленты может быть несколько больше окружной ско­ рости ведущего вала и зависит это превышение от толщины магнитной ленты. Такая конструкция узла ведущего вала наиболее простая, но имеет ряд существенных недо­ статков. Любые периодические колебания скорости дви­ гателя и его вибрации с частотами, кратными частоте пи­ тающей сети, непосредственно передаются ленте, вызы­ вая соответствующие колебания ее скорости. Эксцентри­ ситет ведущих валов и прижимных роликов порождает неравномерность окружной скорости вала и неоднород­ ность тягового усилия, а следовательно, и неравномер­ ность протягивания и натяжения ленты.

Для того чтобы исключить проскальзывание ленты,

ее надо прижимать к ведущему валу достаточно сильно

сбольшим углом обхвата, а это приводит к сминанию ре­ зины и быстрому износу прижимного ролика. Изменения скорости при этом станут случайными или будут повто­ ряться циклически за каждый оборот ведущего вала; появится переменная нагрузка на валу двигателя, кото­ рая будет иметь место на разных участках магнитной ленты, а это скажется на считывании информации. При­ менение резины на прижимном ролике которая в процессе

47

эксплуатации стареет и теряет свои упругие качества, приводит к тому, что при протягивании ленты могут произойти ее деформация или обрывы.

Колебания мгновенного значения скорости выража­ ются прежде всего во временном отклонении считывае­ мых сигналов, записанных с постоянной, заранее извест­ ной частотой на магнитную дорожку. Смещение сигналов вызывает изменение считываемых сигналов по амплитуде и фазе относительно сигналов, приходящих от станка, что особенно сказывается на работе фазовых систем ЧПУ.

Намотка ленты на приемные катушки в лентопротяж­ ном механизме с подтормаживанием обеспечивается уста­ новкой в подающем и приемном узлах отдельных дви­ гателей, число оборотов которых может автоматически изменяться в широких пределах. Для того чтобы натяже­ ние ленты сохранялось постоянным, требуется гипербо­ лическая скоростная характеристика двигателя; так как на практике ее обычно нельзя достичь, приходится исполь­ зовать специальные двигатели с применением особой элек­ трической схемы.

Двигатель приемного узла должен быстро запускаться, чтобы при включении механизма не возникала петля ленты. При ускоренной перемотке на двигатель соответ­ ствующего узла подают полное напряжение, а на двига­

в сторону, противоположную направлению сматывания ленты.

Важной задачей при эксплуатации подающего и при­ емного узлов является сохранение создаваемого ими натяжения вдоль всей длины магнитной ленты. Неравно­ мерное натяжение ленты создает неравномерную нагрузку на ведущем валу и приводит к нестабильной скорости протягивания. Все это в конечном счете приводит к нена­ дежному воспроизведению программы, записанной на магнитной ленте.

Так как линию рабочих зазоров магнитных головок устанавливают перпендикулярно направлению движения ленты, то любая линия на ленте, перпендикулярная од­ ному из краев ленты принятому за базовый, должна быть строго параллельна линии зазоров магнитной головки. Однако из-за неточности изготовления магнитных голо­ вок, подложек и установки их возникает непараллель-

48

ность между условной линией на ленте и линией рабочих зазоров головки. При этом пепараллельность будет раз­ личной па различных лентопротяжных механизмах. Опи­ санное явление называют перекосом ленты. При много­ дорожечной записи различают статический и динамиче­ ский перекосы. Причиной динамического перекоса может быть колебание размеров ленты по ширине. Статический перекос обусловлен неправильной установкой направляю­ щих роликов и стоек. При перекосах ленты характер де­ фекта имеет такой же вид, как при колебаниях мгновен­ ного значения скорости движения магнитной ленты.

При эксцентриситетах направляющих роликов и обвод­ ных стоек возникает продольная вибрация ленты, а экс­ центриситет катушек приводит к вибрации ограничителей ленты и неравномерности намотки ее на катушки.

При остановке ленты, во избежание набегания петель, запутывания и обрыва ленты необходимо тормозить только тот приемный или подающий узел, с которого сматывалась лента. В лентопротяжных механизмах ЧПУ для быстрого останова подматывающего и приемного узлов применены ленточные тормоза, которые установлены на маховиках двигателей подматывающего и приемного узлов. Основным недостатком применяемых тормозов является то, что они быстро загрязняются и не обеспечи­ вают четкого торможения, так как прижим ленты к махо­ вику двигателя осуществляется пружиной. За счет ста­ рения пружины ее сила уменьшается, а при загрязнении силу прижима ленточного тормоза необходимо увеличить.

В лентопротяжных механизмах систем ЧПУ имеют место и высокочастотные колебания магнитной ленты относительно головки, которые возникают из-за зерни­ стости структуры магнитной ленты и трения ее о магнит­ ную головку и другие неподвижные элементы механизма.

Низкочастотные колебания ленты в лентопротяжном механизме возникают из-за того, что для привода прижим­ ного ролика применяют электромагниты переменного тока. Переменная составляющая электромагнита переда­ ется через систему рычагов на прижимной ролик, который передает эти колебания ленте, что вызывает ее детонацию при протягивании.

Нередко для обеспечения качественного прилегания магнитной ленты к головке применяют прижимные колодки на станках с ЧПУ типа 6Н13-ГЭ2, ГФ-770 и ФП-4 с систе­ мами управления типа ПРС-ЗК и «Контур-4МИ» приме-

49