Основные принципы программного управления технологическим оборудованием. Технологические возможности станков с ЧПУ

ДЕ 6: ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ С ЧПУ

Лекция №6

Изобретение механического привода позволило освободить человека от физического труда, но управление осуществлялось в ручную. Развитие производства привело к автоматизации. К середине нашего века сложилась система: САУ - система автоматического управления механического типа, т.е. программа управления осуществляется в виде реально существующих аналогов.

Физическим носителям информации свойственны 2 недостатка:

1. Информация чертежа детали из цифровой превращается в аналоговую в виде сложной криволинейной поверхности, это преобразование связано с потерей информации, а такая материальная форма связана с износом программы-носителя.

2. Необходимо изготавливать программы-носители в металле с высокой точностью, и останавливать оборудование на длительный период для осуществления его наладки.

Цифровые системы электронного управления:

ЧПУ - такая система, в которой программа перемещения рабочих органов и технологии команды передаются в управляющую ЭВМ в виде цифровых алфавитных кодов.

Система ЧПУ на всем пути подготовки передачи информации имеет дело только с цифровой ее формой.

Эта форма информации позволяет применять все современные средства микропроцессорной техники, т.е. автоматизировать подготовку самой программы, и быстро менять программное управление. Переналаживание на новую программу станка ЧПУ занимает 10-20мин.

Генеральное направление современного прогресса -замена всех мех. систем электронными и создание единого цифрового поля.

Конструктивно ЧПУ представляет автономный электронный агрегат, состоящий из: БТК - блок технологических команд; МП - микропроцессор управляет двумя координатами (сейчас до 20).

Различают:

- NC (Numeral Control) - числовое управление; система с покадровым чтением перфоленты.

- SNC (Stored Numeral Control) - хранимая программа; управляющая команда считывается 1 раз и по ней осуществляются циклы обработки.

- CNC (Computer NC) - устройство ЧПУ со встроенной ЭВМ, которое может хранить одновременно несколько десятков программ, корректировать, редактировать их.

- DNC (Direct NC) - прямое управление станком от ЭВМ. Управление порядком опер., целым участком.

- HNC(Handled NC) - оперативное программное управление; ручной набор данных на пульте управления.

По принципу управления движением различают 3 группы оборудования:

1. С позиционной системой ЧПУ, управляется автоматически инструментом от точки к точке, на пути осуществляется обработка:(сверлильные станки).

2. С контурной системой ЧПУ; перемещение по сложной траектории происходит непрерывно (фрезерные станки).

С комбинированной системой ЧПУ, сочетает в себе 1 и 2 системы управления, поэтому самая дорогая.

По количеству используемого инструмента различают станки:

1. С одним инструментом

2. Много инструментальные с РГ (револьверная головка управления инструментом) до 12 штук.

3. Многоцелевые; снабжены спец. магазином инструментов и манипулятором для смены инструментов (от 12 до 80-120 шт.)

Индексация станков с ЧПУ:

Ц- цикловое управление.

Ф1- цифровая индексация, станок. снабжается простыми устройствами, на экране читается информация (мало используется).

Ф2-позиционное ЧПУ.

Ф3-контурное.

Ф4-комбинированное, также в обозначении используют:

Р-ЧПУ с револьвером.

М-ЧПУ при наличии магазина инструментов (сохраняется индикация точности)

П.В.А.(П - повышенная точность, В - высокая точность, А - особая высокая точность)

В зависимости от наличия или отсутствия в ИО обратных связей, современные СЧПУ различают на замкнутые и разомкнутые. Замкнутые СЧПУ сложнее разомкнутых по конст­рукции, но работают точнее последних, т. к. фактическая обработка перемещений ИО не только сравнивается с заданной, но и корректируется СЧПУ по сигналам ДОС.

Рис.2.23 Схемы СЧПУ: а) - разомкнутая СЧПУ; б) - замкнутая СЧПУ

Разомкнутые СЧПУ характеризуется наличием одного потока информации, посту­пающего со считывающего устройства СУ к ИМ. Эти системы, в механизмах подач которых использованы ШД, называют шагово-импульсными (рис. 2.23, а). Крутящего момента, раз­виваемого ШД, как правило, недостаточно для его непосредственного использования в ка­честве привода механизма подачи. Поэтому ШД используют как задающее устройство, сиг­налы которого усиливаются различными способами. Для усиления используют гидроусили­тели моментов ГМ, состоящие из аксиально-поршневого гидродвигателя ГД со следящим управлением от золотника УЗ, который приводится возвращение ШД. Вал ГД связан с ходо­вым винтом привода подач ИО станка. При работе системы ГМ обеспечивает синхронное вращение выходного и входного валов при многократном увеличении крутящего момента. Сигналы, считанные с УП, поступают УЧПУ, а затем после преобразования в ШД, связан­ный через УЗ с ГД. В ГМ имеется местная жесткая обратная связь ОС. Происходит переме­щение ПО в заданное положение. Правильность выполнения заданных УП перемещений ИО в разомкнутой системе не контролируется. В системе нет датчика пути и соответственно нет информации о действительном положении ИО.

Замкнутые СЧПУ характеризуются наличием двух потоков информации: один от СУ, второй от ДОС. В этих системах рассогласования между заданными и действительными величинами перемещений ИО устраняется за счет обратной связи (рис. 2.23, б). Сигналы, считанные с УП, поступают в УЧПУ, а затем через блок сравнения БС. дешифратор и уси­литель ДШ к исполнительному двигателю. При перемещении ИО могут возникнуть откло­нения от УП, обусловленные зазорами в приводе, упругими деформациями системы СПИД, износом инструментов и т. д. ДОС измеряет действительное перемещение ИО или его по­ложение и направляет сигнал в БС, где сигналы обратной связи сравниваются с сигналами от СУ. При наличии рассогласования между сигналами ДОС и СУ на выходе ВС появляется сигнал, который через ДШ поступает на Д — происходит перемещение ИО в нужном на­правлении. Как только рассогласование пропадает, сигналы на входе БС исчезнут и движе­ние ИО прекращается. Таким образом работает следящий привод подач, применяемый в контурных СЧПУ. Такие СЧПУ называются импульсно-следящими. Для позиционного управления используют счетно-импульсные и кодовые СЧПУ.

Пример:

6Б76ПМФ4(6-на фрезерном многоцелевом станке, П -повышенная точность, М-с магазином инструментов, 4-комбинированная система управления).

На станках с ЧПУ предусматривается автоматическое управление перемещением стола и скоростью шпинделя. В некоторых случаях сам шпиндель устанавливается на салазках, допускающих его независимое перемещение в осевом или вертикальном направлении. Станок с ЧПУ такого типа позволяет серийно и с высокой точностью обрабатывать трехмерные поверхности, например, лопастей воздушных винтов и лопаток турбин.

Главная технологическая особенность станков ЧПУ - на одном станке на одном рабочем месте происходит высокая концентрация обработки. Следовательно, число операций уменьшается в 10-15 раз, за 2-3 операции происходит выполнение всего технологического процесса, длительность операций уменьшается на несколько часов.

Эти особенности накладывают дополнительные условия организации для станков ЧПУ. Сейчас 15-20% от парка составляют станки с ЧПУ.

Разновидности фрезерных станков с ЧПУ

Дата добавления: 2014-01-06