Станки с программным управлением

Систему автоматизации станков, обеспечивающую изготовление деталей машин по числовой программе, записанной специальным способом, принято называть системой программного управления. Цифровая система программного управления является принципиально новой. Она пока не имеет широкого распространения, но является перспективной, так как позволяет увеличивать производительность.

Сущность цифрового программного управления заключается в обработке заготовок с оптимальными режимами по цифровым записям без участия рабочего. Заданные режимы обработки воспроизводятся с предварительных записей в виде зашифрованных цифр на особых программоносителях. Цифры характеризуют размеры и форму обрабатываемой детали. В качестве программоносителей применяют перфорированные карты или ленты плотной бумаги, магнитные ленты, кинопленки и другие материалы. Для осуществления системы цифрового программного управления необходимо выполнять запись программы, а затем воспроизводить программу.

Разработку программы и ее запись обычно выполняют в следующем порядке:

  • Выбирают какую-либо неподвижную точку станка (станины, суппорта, стола, шпинделя), принимая ее за начало координат — Оа (рис. 294, а). Затем выбирают начало координат для обрабатываемой заготовки — О и фиксируют его координаты по отношению абсолютного начала координат Оа.
  • Намечают траекторию движения режущего инструмента относительно заготовки. Для валика (рис. 294, а) — путь движения вершины резца, а для обработки диска (рис. 294, б) — путь оси фрезы.
  • Контур чертежа изделия разбивают на соответствующие геометрические участки. Точки, переходя от одного участка контура к другому, называют опорными точками. На рис. 294, а и б опорные точки обозначены цифрами 1, 2, 3 и т. д. При совпадении направления движения инструмента с направлением осей координат х и у не требуется большого количества опорных точек (рис. 294, а). В случае несовпадения направления движения инструмента и направления осей координат (рис. 294, б) приходится выбирать дополнительные опорные точки а, b, с, ...Кривые участков 1 – а, а — b, b — с и т. д. заменяются хордами и другими кривыми (интерполируются). Чем больше промежуточных опорных точек а, b, с, тем точнее получается обработанный контур.
  • Вычисляют координаты всех опорных точек и записывают их в операционную карту (см. табл. 13). Согласно данным операционной карты и составляется программа движений режущего инструмента (резца, фрезы и т. п.).
  • Координаты движения режущих инструментов записывают в виде «кода» на перфоленту — программоноситель (в простейших случаях без кода).

Рис. 294. К программному управлению металлорежущих станков: а — деталь цилиндрической формы; б — деталь фасонной формы; в, г — системы кодирования на перфолентах; д, е — структурные схемы программного управления.

Таблица.13. Операционная карта обработки валика на токарном станке с программным управлением

№ переходов

Обозначение участка

Характер контура участка

Координаты опорных точек обрабатываемого контура

Вид движения


1


0 — 1


Прямая линия

x
10

y
0

Подвод резца

2

1 — 2

» »

40

0

Продольная обточка

3

2 — 3

» »

40

-6

Поперечная обточка

4

3 — 4

» »

130

-6

Продольная обточка

5

4 — 5

» »

130

-14

Поперечная обточка

На рис. 294, а и г приведены две системы кодирования на перфолентах. Перфоленты в том и другом случае разделены на ряд продольных строчек (дорожек). В каждой дорожке пробиты отверстия (перфорации), с помощью которых включаются необходимые устройства в работу и подают сигналы для требуемых перемещений. Так, отверстия пяти дорожек перфокарты служат для подачи команд управления, а отверстия в двух дорожках — для отсчета величины перемещения рабочих органов станка (в данном случае на 5, 8 мм). На рис. 294, г приведена схема цифровой записи по десятичной системе. Десять дорожек ленты занумерованы от 0 до цифры 9. Каждое отверстие в соответствующей дорожке означает включение сигнала на перемещение рабочего органа станка на 100 мм, 10 мм, 1 мм, 0,1 мм и т. д. Кроме этого, имеется дорожка для подачи сигналов «стоп», «включено» и т. п.

Удобной системой кодирования является двоичная система, в которой все числа изображают только двумя цифрами 1 и 0. Единица соответствует наличию сигнала; при нуле сигнала нет. На перфокарте единица изображена в виде отверстия, нуль на ленту не наносится. Предположим, надо закодировать число 125. В двоичной системе это будет: 125 = 1 ּ 26 + 1 ּ 25 + 1 ּ 23 + 1 ּ 22 + 1 ּ 21 + 1 ּ 20; на ленте это число изобразят в виде шести отверстий на разных дорожках: 1 1 1 1 1 01.

Выполнение цифрового программного управления с ленты производится с помощью специальных устройств.

При двигателе непрерывного действия эти устройства (узлы) изображены на схеме (рис. 294, д).

  1. Устройство для ввода программы предназначено «считывать» программу и преобразовывать «прочитанные» данные в необходимые сигналы управления.
  2. Устройство промежуточной «памяти», состоящие из специального блока реле, служит для «запоминания» и «хранения» в течение заданного времени сигналов, поступающих от устройства для ввода и считывания программы. В промежутке между сигналами работает интерполирующее устройство, обеспечивающее непрерывностьуправления движениями рабочих органов. Это устройство применяется только при обработке изделий с криволинейным профилем, так как без него значительно усложняется запись программы.
  3. Устройство обратной связи или узел активного контроля служит для сопоставления величины перемещения заданной программы с фактической величиной перемещения рабочего органа. Это устройство работает до тех пор, пока имеет место «рассогласование», т. е. разница между указанными величинами. После выполнения заданного перемещения это устройство вырабатывает сигнал, выключающий движение рабочего органа. Благодаря обратной связи обеспечивается большая точность обработки. В настоящее время применяют обратную связь не от получаемых размеров изделия, а от положения стола или шпинделя, измеряемого по координатам ходовых винтов. Обратная связь в этом случае не учитывает деформации в кинематической цепи, износ инструментов, люфтов и пр. Все это снижает точность обработки.
  4. Узел управления (командное устройство) преобразуют поступающие сигналы в командные импульсы, непосредственно управляющие исполнительными механизмами: электромагнитами, электромагнитными муфтами, гидравлическими золотниками и др. Командные устройства могут сочетать в себе элементы сравнивающих устройств и обратной связи.
  5. Привод подачи или двигатель осуществляет перемещение рабочих органов станка при соответствующих сигналах. В качестве приводов подачи применяют электродвигатели, гидроцилиндры, винтовые механизмы и другие специальные устройства.При шаговом двигателе, обеспечивающем дискретную (прерывистую) подачу импульсов и, следовательно, «пульсированное» перемещение рабочего органа (стола, суппорта), структурная схема программного управления может быть упрощена, так как часто отпадает необходимость в обратной связи, контролирующей положение столов, суппортов и других рабочих органов (рис. 294, е).


 
 
Добавить предприятие
 


 
 
 
 
 
 
 
Тел.: (8552) 39-71-29
промышленные предприятия Условия использования материалов сайта Политика конфиденциальности
 
Создание сайта Вебцентр