Устройство токарного модуля

5.3.1. Токарный модуль предназначен для автоматической обработки деталей (тел вращения) и состоит из станка с ЧПУ МОД.16К20ФЗС32, ПР со сменными схватами (одно- или двухпозиционными), накопителя заготовок МН, устройств управления станком (УЧПУ мод.2Р22) и ПР (СЧПУ мод. "КОНТУР-1").

5.3.2. Станок (рис. 4) состоит из станины, шпиндельной бабки (ШБ), крестового суппорта с револьверной головкой (РГ) и задней бабки (ЗБ). Главный привод - бесступенчатый (от двигателя M₁ посто­янного тока), n = 20...2240 об/мин. Приводы продольной и поперечной подач также бесступенчатые (от двигателей М₂, М₃), S_м = 0...5000 мм/мин.

Для контроля за вращением шпинделя (при резьбонарезании) и перемещениями суппорта предусмотрены датчики обратной связи Д1, Д2, ДЗ (вращающиеся трансформаторы). Шестипозиционная РГ имеет горизонтальную и параллельную оси шпинделя ось поворота (от двига­теля М₅). Заготовку крепят в патроне (привод зажима - от двигателя M₆). Поджим заготовок (валов) осуществляется пинолыо ЗБ (с приводом от двигателя М₄).

5.3.3. Промышленный робот (ПР) предусмотрен в трех исполнениях: подвесном, напольном и встроенном. Подвесной ПР (рис. 4) предназначен для загрузки заготовок типа валов сверху. Несущим узлом является траверса ТР, установленная на стойках сзади станка. По ней в направлении П₁ может перемещаться (от двигателя М₇) каретка КР с одной или двумя руками (Р1, Р2). Схваты (С1, С2) каждой руки имеют по две пары подвижных губок для зажима (тарельчатыми пружинами) и разжима валов (гидроцилиндрами). При двуруком исполнении выдвижение (П₃, П₂) и отвод рук сопровождается покачиванием вокруг

оси O₁ для совмещения схватов с линией центров (покачивание осуществляется кулачком К от реечной передачи, в которой зубья рейки нарезаны на штоке выдвижного гидроцилиндра). В руке Р1 встроен блок БР ротации В₄ для поворота валов на 180° над линией центров для переустанова валов в центрах станка или для поворота их над МН.

Напольный ПР (рис. 5а) предназначен для загрузки станка заготовками типа дисков, втулок и коротких валов. ПР состоит из манипулятора, сменных схватов и СЧПУ. На основании 1 манипулятора кре­пится поворотная (B₁) стойка 2, по которой может перемещаться (П₂) консоль 3, а относительно последней - выдвижная (П₃) рука 4. Приводы движений B₁, П₂, П₃ бесступенчатые и осуществляются от двигателей m₁, М₂, М₃ постоянного тока. Поворот В₄ реализуется блоком ротации 5 от встроенного в него неполноповоротного пневмодвигателя (на 90° или 180°). Сменные схваты с приводом 6 имеют семь (рис. 5б) исполнений (одно- или двухпозиционные, с одной или двумя парами губок в одном схвате, с зажимом за торец или середину заготовки). В двухпози­ционном схвате захват С1 предназначен для заготовок; а захват С2 - для обработанных деталей. При зажиме за торец перепад зажимаемых диаметров одним схватом (до и после обработки) не должен превышать 40мм. Загрузку станка валами следует производить сверху (т.к. выдвижению П₃ мешает РГ), поэтому подъем П₂ должен предшествовать вы­движению П₃. Перед ротацией В₄ на 180° с целью переустановки валов в центрах также следует предусматривать подъем П₂ руки.

Встроенный ПР (рис. 6) предназначен для загрузки станка заго­товками в виде колец, дисков, втулок. Манипулятор ПР состоит из основания 1, поворотного корпуса 2 (B₁), поворотной руки 3 (В₂), блоков сдвига 4 (П₃) и ротации 5 (В₄). Бесступенчатые приводы движений B₁, B₂, П₃ выполнены от двигателей M₁, М₂, М₃ постоянного тока. Блок ротации 5 и сменные схваты такие же, как у напольного ПР. Движение П₃ предназначено для ввода-вывода заготовок под кулачки патрона и для подъема-опускания их на МН.

5.3.4. Магазин-накопитель (МН) (в двух исполнениях) предна-значен для размещения заготовок и обработанных деталей типа втулок,

колец, дисков с периодической их сменой в позиции захвата (схватом ПР). Первый тип МН (в виде многоместного тактового стола) представляет собой шаговый цепной транспортер (рис. 5в, 6б) с размещен­ными на нем 24 или 48 позициями, на которые могут устанавливаться вертикально или горизонтально заготовки либо непосредственно, либо через промежуточные приспособления - спутники или кассеты с гнездами. При

Рис. 5. Станочный модуль с напольным ПР

Рис. 6. Встроенный ПР

необходимости МН может иметь кантователь для съема с по­зиции захвата и поворота заготовок на 180° (для их двухсторонней об­работки). Второе исполнение (реечный МН, рис. 4) выбирают для горизонтального размещения валов. Шаговое перемещение заготовок выполняется периодическим смещением (от гидроцилиндра) подвиж­ных реек Л1 относительно неподвижных реек Л2. В позиции захвата может устанавливаться кантователь для подъема и разворота валов в горизонтальной плоскости.

Кроме МН в станочном модуле может предусматриваться обычная тара для выгрузки со станка обработанных деталей (с вертикальной или горизонтальной укладкой или навалом).

5.3.5. Устройство УЧПУ мод. 2Р22 представляет собой контур­но - позиционную систему управления станком с встроенной мини-ЭВМ "ЭЛЕКТРОНИКА МС 1201.02". УЧПУ позволяет управлять одно­временно двумя координатами (X, Z) с использованием линейной и круговой интерполяции. В контрольной работе предусмотрен ввод информации в УЧПУ с применением перфоленты (ПЛ) с записью управляющей программы (УП) на 8-и дорожках в коде ИСО - 7 бит (табл. 5). Дискретность записи перемещений, рабочих подач и выдерж­ки времени – 0,001 на 1 импульс. Например, перемещение на 25 мм, подачу S_о=0,25 мм/об и выдержку в 1,5с записывают числом импульсов соответственно: 25000; 250; 1500.

Вводимая в УЧПУ информация считывается кадрами, запоми­нается, преобразуется в микропроцессоре в импульсную форму, подает­ся оттуда по параллельным каналам на главный привод, приводы подач и на электроавтоматику станка. Датчики положения Д1, Д2, ДЗ (рис. 4) вырабатывают при движениях импульсы (1000 импульсов на 1мм перемещения) и по каналам обратной связи подают их для сравнения с потоком импульсов микропроцессора, контролируя тем самым точность перемещения.

5.4. КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ (Примеры см. на с. 13, 30, 31)

5.4.1. Информацию в УП записывают кадрами; каждый кадр содержит информационные слова, состоящие из буквенных адресов и нескольких цифр. Первым словом кадра является его номер (№...), последним - символом - *.

Порядок промежуточных слов - произвольный. В одном кадре нельзя задавать слова с адресами F и Е, слова с одинаковыми адресами. Перемещения можно задавать в абсолютных (X, Z), относительных (U, W)

и смешанных (X, W или U, Z) координатах. Отдельными кадрами кодируют выдержку времени (D...), слова G10 (режим постоянной скорости резания), G11 (отмена G10), М02 (конец УП). Для управления станком и УЧПУ используют также слова (команды): МО8, М09 (включение и выключение СОЖ); М17 (конец описания контура дета­ли); М20 (передача управления на ПР); L01...L10 (стандартные циклы) и т. д.

5.4.2. Программирование вращения шпинделя, скоростей перемещения инструмента, его смены и выдержки времени.

5.4.2.1. Частоту вращения n задают адресом S с цифрами, например: S2-800, где 2- поддиапазон n₂=63...900 об/мин; "-" вращение пo часовой стрелке с частотой 800 об/мин. Вращение против часовой стрелки задают без знака. Два других поддиапазона: 1- для n₁=20...375 об/мин, 3 - для n₃=160...2240 об/мин (n регулируется бесступенчато). При задании постоянной скорости резания (по команде G10) n программируют для того Æ, с которого начинается обработка (см. кадры 14,15 с. 31).

5.4.2.2. Рабочую подачу задают адресом F с величиной оборот­ной подачи в импульсах (1000 имп. на 1 мм/об), например, для S_о=0,25 мм/об кодируют F 250. Подачу назначают по любой из координат X, Z (она является геометрической суммой при задании одновременно по Х и Z). Диапазон подач 0,01…40 мм/об.

5.4.2.3. Ускоренный ход суппорта (подвод, отвод) по обоим координатам задают адресом Е без числа. Отвод в исходное положение не программируют, т.к. он выполняется по команде на смену инструмента или по команде М02. Скорость ускоренного хода V_x=V_z=5000 мм/мин (см. кадры 2, 5, 7 и др. на с. 31).

5.4.2.4. Смена инструмента программируется адресом Т с чис­лом, указывающим позицию инструмента на РГ, например, Т6.

5.4.2.5. Выдержку времени задают адресом D с числом секунд, выраженных в импульсах (1000 импульсов на 1с). Например, для выдержки в 1,5с программируют D1500.

Таблица 5. Код ИСО – 7 бит, применяемый в УЧПУ 2Р22

Адреса и цифры	Назначение адресов в информационных словах
	Цифры 0
A…	Припуск под чистовую обработку
B…	№ кадра, с которого повт. часть УП
C…….	Фаска под улом 45°
D…….	Выдержка времени
E	Ускор. ход суппорта (подвод, отвод)
F…..	Рабочая подача
G..	Подготовительная функция
L..	Стандартный цикл
M..	Вспомогательная функция
N…	Номер кадра
P….	Глубина (ширина) резания
Q…….	Галтель
R…….	Радиус дуги окружности
S……	Частота вращения шпинделя
T..	Смена инструмента
U…….	Перемещение по коорд. Х
W……	Перемещение по коорд. Z
X……	Положение по коорд. Х
Z……	Положение по коорд. Z
-	Знак “-“
%	Начало программы
*	Конец кадра

5.4.3. Программирование рабочих ходов (продольных, поперечных, контурных).

5.4.3.1. Продольные переходы в абсолютных координатах задают адресом Z с числом импульсов, соответствующим положению конечной точки перехода в системе ХÅZ с учётом знака. Например, для положения конечной точки перехода Z = -12,5 мм задают Z-12500. В относительных координатах задают адрес W с числом импульсов, соответствующим перемещению ΔZ = Z_j – Z_j-1, где j - конечная точка перехода. Например, для Z_j = -40мм, Z_j-1= -10 mm, ΔZ=-40-(-10) = -30 мм, программируют W-30000.

5.4.3.2. Для поперечных переходов в абсолютных координатах программируют адрес Х с числом, равным конечному диаметру D_j перехода (в импульсах), а в относительных - адрес U с числом, равным разности(D_j – D_j-1) диметров в имп., например, Х-40000 (конечная точка перехода соответствует Dj = 40 мм), U-10000 (перемещение к линии центров от D_j-1 = 40мм к D_j = 30мм).

5.4.3.3. При программировании обработки конусов перемеще­ния по обоим осям задают в одном кадре в относительных (U, W) или абсолютных (X, Z) координатах. Например, U22000 W -30000 (обработка прямого конуса с перепадом диаметров 22 мм и перемещением по оси Z в сторону шпинделя на длину 30 мм).

5.4.3.4. Программирование фасок и галтелей кодируют одним кадром, в котором задают:

1) адрес координаты (X, U, Z или W),no которой идет обработка перед фаской (галтелью);

2) величину (со знаком) положения (для Х и Z) конечной точ­ки фаски (галтели) или перемещения (для U и W) в эту точку;

3) адрес фаски - С (для галтели- Q);

4) величину фаски (или радиус галтели) со знаком, указы­вающим направление ее обработки по оси X. Направление обработки по оси Z задают только в сторону шпинделя. Начальная точка фаски (галтели) не является опорной точкой (т.* на рис. 1).

5.4.3.5. Обработку дуг окружности программируют кадром, в котором задают:

1) два адреса координат (X, Z или X, W или U, Z или U, W) с числовыми значениями конечной точки дуги или переме­щения в эту точку (с учетом знака);

2) адрес R с числовым значением этого радиуса со знаком "-" при формировании его против часовой стрелки и без знака - по часовой стрелке (рис. 2). Точка экстремума на дуге считается опорной точкой (т. 5, рис. 2), поэтому в кадре, задающем, перемещение в эту точку, предусматривают команду G05, предотвращающую торможение привода подач в этой точке.

5.4.4. Программирование стандартных циклов для типовых переходов.

5.4.4.1. Цикл L01 резьбонарезания резцом программируют в од­ном кадре фразой: L01 F...W-…X…A…P...C…, где F - ход резьбы, W -длина рабочего хода, Х - внутренний диаметр резьбы (X ≈ D_резьбы –1,4 • F), А - наклон конической резьбы (A=D_max-D_min; А0 - для цилиндрической резьбы); Р - наибольшая глубина резания (на радиус) за 1 проход, Р ≤ 0,2•F; С - сбег резьбы (С = 1000, если сбег равен F и С=0, если сбег не предусмотрен). Все параметры - в импульсах. Цикл L01 многопроходный, каждый проход содержит рабочий ход на длину W, отвод по Х на 1мм, отвод по Z (на W) и подвод в начальную точку цикла по Х на 1 мм. Начальную точку 0 _j, цикла задают перед кадром L01. Её координаты X_j=D_нар (или D_внутр), Z_j= Z_н + 2•F, где Z_н - координаты начала резьбы в системе Х Å Z (см. кадры 25, 26, с. 31).

5.4.4.2. Цикл L02 точения канавок имеет в кадре следующую структуру: L02 D...X....A….P...., где D - выдержка времени для зачистки, Х - внутренний диаметр канавки, А - ширина канавки, Р - ширина режущей кромки резца (все в импульсах). В кадре перед циклом L02 задают начальную точку (Х_j, Z_j)цикла, которая по оси Х должна отстоять от начального диаметра канавки на 1-2 мм, а по оси Z соответствовать координате левого её торца. Цикл L02 - многопроходный, если А>Р. В этом случае для врезаний с перекрытием задают Р в кадре на 0,5-1,5 мм меньше действительной ширины кромки, а параметр А уменьшают на ту же величину. Этапы цикла: рабочая подача до координаты X; выдержка времени D; ускоренный отвод в начальную точку; смещение резца по Z на величину Р; рабочая подача до координаты Х и т.д. В конце резец отводится в точку с координатами X_k=X_j; Z_k=Z_j+A-P (см. кадры 22,23, с. 31).

5.4.4.3. Циклы L03 и L04 для наружного и внутреннего точе­ния по схеме "петля" - однопроходные; структура записи:

L03 ( или L04) W…..., где W - длина рабочего хода со знаком. Цикл содержит: рабочий ход на длину W; отвод по оси Х на 1мм; отвод по оси Z на длину W и подвод по оси Х на 1 мм в начальную точ­ку цикла (см. кадры 5, 6, 7,8 с. 31 и кадры 13,14 с. 32).

5.4.4.4. Цикл L05 - "торцевая петля" аналогичен предыдущим и реализуется при подрезке терцев. Структура цикла L05 X......, где Х -

конечный диаметр подрезаемого торца (см. кадры 13... 17 с. 31).

5.4.4.5. Цикл глубокого сверления L06 многопроходный, с периодическим выводом сверла. Структура цикла L06 P....W......, где Р -

глубина сверления за 1 проход, W - общая глубина сверления. Этапы цикла: рабочих ход на глубину Р; отвод в начальную точку цикла;

подвод в точку на 3 мм ближе предыдущего сверления; рабочий ход на глубину (Р+3) мм; отвод в начальную точку и т.д. (см. кадры 2,3 с. 31).

5.4.4.6. Цикл резьбонарезания L07 метчиком - однопроходный. Записывают его так: L07 F…W..., где F - ход резьбы, W - длина рабоче­го хода при нарезании (W на 2F больше длины резьбы). Начальная точка цикла X_j=0; Z_j=Z_т+2F (Z, - точка начала резьбы в системе Х Å Z), см. кадры 19,20 с. 31.

5.4.4.7. Многопроходные циклы L08, L09 применяют для полу­чения ступенчатого контура детали из цилиндрической заготовки (L08) или из поковки и литья (L09). Контур должен быть с увеличением (уменьшением) диаметров в сторону шпинделя при наружной (внутрен­ней) обработке. Структура циклов: L08 (или L09) А...Р..., где А - диаметральный припуск, оставляемый под чистовую обработку (А0, если припуск не оставляют), Р - наибольшая глубина одного прохода (на радиус). После записи цикла L08 (L09) следуют кадры (не > 15), содержащие описание контура детали (в сторону шпинделя), которое закан­чивают командой М17. Кадры с фаской (галтелью) считаются за два. Конечной точкой циклов L08, L09 является конечная точка описания контура детали. Начальную точку циклов задают перед кадром L08 (L09). В цикле L08 начальная точка имеет координаты Х_j=D₃, Z_j=Zт (Z_т - координата правого торца заготовки в системе Х Å Z). Координаты начальной точки для цикла L09 зависят от соотношения припуска t_д по диаметру и t_т, по торцу. Если 4t_т>t_д, то X_j=D_т+ 4t_т Z_j=Z_т+t_т; если 4t_т<t_д, то X_j=D_т+t_д, Z_j=Z_т+0.25t_д,, где D_т - диаметр торца детали, Z_т - координата торца детали. Если в цикле L09 контур детали начинается с фаски, галтели или с конуса, то следует в начале контура задать "условную", цилиндрическую ступень (двойные штрихи на рис. с. 30) длиной t_д, и диаметром начала фаски, галтели или конуса. Число прохо­дов в циклах L08, L09 зависит от соотношения t_д и Р. В цикле L09 от­дельные проходы выполняются по траекториям параллельным конечно­му контуру детали, в цикле L08 - так же, как в циклах L03 (L04), начи­ная с большего (меньшего) диаметра, см. кадры 2,...,7 с. 32.

5.4.4.8. Цикл L10 чистовой обработки по контуру используют при выполнении черновых и чистовых переходов с одного установа. Его задают фразой L10 В...., где В - номер предшествующего кадра начала описания контура детали в циклах L08 (L09). Перед кадром L10 задают: кадр чистового режима резания с адресами S, F, Т (чистовой припуск А задан ранее в циклах L08, L09) и кадры с начальной точкой цикла L10, за которую принимают точку начала контура детали. Конечной точкой цикла является последняя точка описания детали в циклах L08, L09, см. кадры 8...11, с. 32.

Дата добавления: 2014-12-16