Промышленные роботы

Классификация существующих СЧПУ

История развития СЧПУ (до 1990 года)

1801 год – француз Жаккар – автоматизация работы токарного станка с управлением от перфокарт.

1935 год – ВЭИ им. В.И. Ленина – система программного управления нажимными винтами прокатных станов.

1950 год – токарный станок с СЧПУ и программой на перфоленте (Мосстанкин).

Этапы развития:

	Автоматы, полуавтоматы, копировальные и фотокопировальные станки	Элементная база: электронные лампы. Программоноситель: шаблоны, чертеж
	СЧПУ типа NC Серия К (К2П, К3П, КПТ и др.)	Элементная база: транзисторы. Программоноситель: штеккерная панель, декодные переключатели, перфокарта, перфолента, магнитная лента
	СЧПУ типа NC Серия Н (Н22, Н33, Н55), Серия П	Элементная база: интегральная логика. Программоноситель: штеккерная панель, декодные переключатели, перфолента
	СЧПУ типа CNC серии 2С, 2Р, 2У, 2М, Электроника НЦ31, МС2101, 3С	Элементная база: МП, БИС. Программоноситель: S-MOS RAM, ЦМД
	САПР/ГАП	Элементная база: МП, СБИС. Программоноситель: S-MOS RAM, ЦМД, ГМД, ЖМД (гибкий, жесткий магнитный диск)

Сегодня станки с числовым программным управлением распространены весьма широко: начиная от малых предприятий
и заканчивая крупными компаниями, расположенными в промышленных зонах. Действительно весьма трудно найти ту область
машиностроения, где еще не используются уникальные возможности этого оборудования. Поэтому каждый специалист в области машиностроения должен хорошо представлять то, что дает про-
изводству применение этого весьма интеллектуального обору-
дования.

Так, конструктор должен обладать знаниями о ЧПУ с целью применения более эффективной техники измерения или назначения допусков при проектирования деталей, которые будут обрабатываться на станках с ЧПУ. Технолог должен понимать сущность ЧПУ для оптимального проектирования оснастки и режущего инструмента. Инженеры, контролирующие качество изготовления, обязаны знать станки с ЧПУ в своей компании, для того чтобы правильно планировать будущий процесс проведения контроля качества. Управляющий персонал должен быть знаком с технологией ЧПУ для разработки реалистичного плана загрузки оборудования. Администраторы, диспетчеры и руководители групп должны понимать сущность технологии ЧПУ для того, чтобы разговаривать с операторами станков с ЧПУ «на одном языке». Наконец программисты, операторы-наладчики и другой персонал цехов просто обязаны иметь глубокий уровень знаний о CNC и РСNC-обо­рудовании.

Остановимся в начале на тех преимуществах, которые получают предприятия, применяющие ЧПУ.

Первое преимущество от использования станков с ЧПУ заключается в более высоком уровне автоматизации. Случаи вмешательства станочника или оператора в процесс изготовления детали могут быть исключены или сведены к минимуму. Большинство станков с ЧПУ могут работать абсолютно автономно в течение всего процесса обработки детали, поэтому оператор-станочник может выполнять другие задачи. Поэтому предприятия, применяющие ЧПУ, получают дополнительные преимущества – уменьшение числа ошибок оператора-станочника, а также предсказуемость времени обработки и более полную загрузку оборудования. Поскольку станок будет управляться при помощи программного управления, уровень специального образования оператора станка с ЧПУ может быть уменьшен по сравнению с образованием станочника, работающего на универсальном оборудовании.

Второе преимущество применения технологии ЧПУ заключается в более точном изготовлении детали. Сегодня производители станков с ЧПУ говорят о высочайшей точности и надежности оборудования. Это означает, что однажды отлаженная управляющая программа может быть использована на станке с ЧПУ для производства двух, десяти или тысячи абсолютно идентичных деталей, причем при полном соблюдении требований к точности и взаимозаменяемости.

Третьим преимуществом от применения любого оборудования с ЧПУ является гибкость. Программное управление означает, что изготовление разных деталей сводится к простой замене управляющей программы. Ранее проверенная управляющая программа может быть использована любое число раз и через любые промежутки времени. В свою очередь, это также является еще одним преимуществом, а именно возможностью быстрой переналадки оборудования. Поскольку такие станки легко настраивать и запускать, а также загружать в них управляющие программы, это позволяет существенно уменьшить время наладки станка. А это весьма важно в современном производстве, где широко используется принцип «just-in-time» (только во время).

По структуре СЧПУ. Все многообразие видов структур существующих систем ЧПУ можно подразделить на группы:

¨ NC – Numerical Control – ЧПУ с постоянной структурой (жесткая логика), имеющие схемную реализацию алгоритмов работы (интерполяции, типовых циклов и т.д.). Это системы с покадровым чтением перфоленты на протяжении цикла обработки каждой заготовки. Эти устройства выпускают с начала освоения ЧПУ для различных групп станков: токарных («Контур – 2ПТ», Н22), фрезерных («Контур – ЗП», Н33), координатно-расточных («Размер – 2М», П3З), шлифовальных (Ш – III M, П – Ш), электроэрозионных («Контур – 2П - 67»), СЧПУ Н-55, Луч, Курс, Модуль-2Т и др.

¨ SNC – Speicher NC – ЧПУ с памятью типа S-MOS-RAM (обычно модернизированные NC), система с однократным чтением всей перфоленты перед обработкой партии одинаковых заготовок.

¨ CNC – Computer NC – ЧПУ на основе ЭВМ, устройства с программной реализацией большинства алгоритмов работы (2УЗ2, 2У-85, 2С42, 2Р22, НЦ31, НЦ80-31, Размер-4, 3С150 и др.). Эти алгоритмы записываются в ПЗУ при изготовлении УЧПУ. Управление осуществляется от микропроцессора или встроенной микроЭВМ. В устройствах имеется возможность формировать типовые циклы обработки применительно к различным технологическим задачам. Эта часть ПрО обычно хранится в ППЗУ и может быть видоизменена при заказе УЧПУ либо на заводе – изготовителе станка.

¨ HNC – Hand NC –оперативная система ЧПУ с ручным заданием программы на пульте управления. В последних микропроцессорных системах такая возможность имеется во всех устройствах.

¨ DNC – Direct NC – централизованное управление группой станков от ЭВМ (основа гибких производств). ЭВМ осуществляет хранение программ и распределение их по запросам от устройств управления станков.

¨ PCNC. Самый современный вид СЧПУ. В среде разработчиков и производителей систем ЧПУ окончательно сложилось понимание того, что современные системы управления должны в максимальной степени использовать достижения компьютерной технологии. В системах ЧПУ нового поколения принято выделять системную платформу PC (Personal Computer) и прикладной компонент NC (Numerical Control), т.е. ЧПУ; отсюда происходит и общее обозначение класса PCNC.

¨ VNC – Voice NC – ввод программы в ЭВМ голосом (перспектива развития).

Появление микропроцессоров и микроЭВМ, создание электронных элементов c высокой степенью интеграции привело к качественным изменениям в технике управления. Такое развитие техники дало возможность унификации аппаратных решений УЧПУ для различных групп станков. Это позволило резко сократить число модификаций УЧПУ, время их проектирования и изготовления. Основная трудоемкость проектирования модификаций УЧПУ определяется теперь программно-математическим обеспечением. Микропроцессорные УЧПУ для различных станков, имея одинаковую аппаратную часть, различаются составом программного обеспечения. При этом базовая часть этого программного обеспечения для разных станков остается неизменной. К базовому программному обеспечению относятся программные блоки операционной системы, блоки управления дисплеем, язык высокого уровня для программирования циклов, язык программирования электроавтоматики.

PCNC – это будущее всех современных систем управления. Но CNC – достаточно надежны, современны и недороги по сравнению с PCNC.

По технологическому назначению системы ЧПУ делятся:

– на позиционные, обеспечивающие прямоугольное формообразование;

– на контурные, обеспечивающие криволинейное формообразование.

По числу потоков информации системы ЧПУ подразделяются:

– на замкнутые;

– разомкнутые;

– адаптивные.

1. Разомкнутые системы характеризуются наличием одного потока информации, поступающего от считывающего устройства к исполнительному органу станка. В механизмах подач таких систем используют шаговые двигатели. В разомкнутой системе нет датчика обратной связи, и поэтому отсутствует информация о действительном положении исполнительного органа (ИО) станка.

2. Замкнутые системы ЧПУ характеризуются двумя потоками информации: от считывающего устройства и от датчика обратной связи по пути. В этих системах рассогласование между заданными и действительными величинами перемещения ИО устраняется благодаря обратной связи.

3. Адаптивные системы ЧПУ характеризуются тремя потоками информации: от считывающего устройства, от датчика обратной связи по пути, от датчиков, установленных на станке и контролирующих процесс обработки по таким параметрам, как износ режущего инструмента, изменение сил резания и трения, колебания припуска и твердости материала и др. Такие системы позволяют корректировать программу обработки с учетом реальных условий резания.

Дата добавления: 2015-05-29