Програмне циклове керування

Циклові системи ПК забезпечують керування послідовністю переміщень супорта з інструментом, вибором і перемиканням частоти обертання шпинделя і подач супорта, включенням і відключенням охолоджуючої рідини, поворотом револьверною головки. На відміну від систем ЧПК в цих системах геометрія деталі і її розміри становлять не у вигляді числової

Рис. 6.3. Схема роботи циклової системи ПК.

інформації, а встановлюють за допомогою шляхових упорів, кулачків, копірів. Послідовність переміщень та інших команд задають відповідної установкою штекерів і перемикачів.

У цикловій системі керування (рис. 6.3) всі ліві півкільця 1, в які вставляють штекери кожного вертикального ряду, приєднані до загального проводу 2, підключеному до відповідної обмотки реле Р, керуючого яким-небудь виконавчим механізмом верстата або виконує будь-які команди. Всі праві півкільця 3 кожного горизонтального рядка приєднані до іншого загального проводу 6, який підключається через кінцевий вимикач ПВ до відповідного контакту А дискретного перемикача 5. Останній по черзі підключає контакти А різних рядків до ланцюга харчування, здійснюючи виконання різних переходів обробки. Якщо контакт А підключений до мережі, в одне з гнізд якій вставлений штекер 4, то відповідне реле отримує харчування та здійснює переміщення супорта до тих пір, поки встановлений відповідно до цього переходу упор не розімкне контакт кінцевого вимикача ПВ. Після цього дискретний перемикач підключає іншу горизонтальну рядок і т. д.

Циклові системи ПК простіше по конструкції (застосовують їх лише при обробці східчастих валів з прямолінійним профілем), мають невелику точність і велику трудомісткість налагодження. Для полегшення і усунення похибки в установці штекерів застосовують перфокарти (шаблони з заздалегідь пробитими отворами). Таку перфокарти накладають на пульт керування, і в пробиті отвори встановлюють штекери.

4. Загальні відомості про програмо носії, кодування і перетворення інформації.

У верстатах з ЧПУ всі елементи програми: напрямок, величина і швидкості заданих робочих і допоміжних переміщень, порядок роботи виконавчих органів та інші елементи циклу (наприклад, автоматична зміна різального інструменту) задаються в цифровій формі, тобто у вигляді чисел, розташованих у певному порядку і записаних певним чином за допомогою будь-якого коду. Код являє собою умовний запис числа або дії, що дозволяє досить простим способом отримати зображення цього числа (дії) у формі, зручній для використання в системах програмного управління. Різні коди, що застосовуються у верстатах з ЧПК, характерні тим, що будь-яке число, що представляє заданий переміщення виконавчого органу, зображується у вигляді будь-якої комбінації, що складається тільки з двох різних цифр 1 і 0.

Головною перевагою такого запису є зручність перетворення інформації. Для автоматичного запису або відтворення будь-якого сигналу в цьому випадку можна використовувати широко застосовуються в автоматиці реле. Реле має два стани: включено і вимкнене. Приймаючи одне з станів реле (наприклад, включене) за одиницю, а інша - за нуль, можна за допомогою наборів реле записувати або відтворювати будь-які цифрові команди. Природно, що можна кодувати не лише довжини переміщень виконавчих органів, але і їх напрямок, швидкість, послідовність і інші команди.

У загальному випадку будь-який код, який застосовується в системах числового програмного управління, складається з двох основних елементів: коду переміщень та коду допоміжних команд. При цьому спосіб кодування в загальній програмі може бути різним для переміщень і допоміжних команд. Наприклад, задані переміщення можна зображувати комбінацією цифр (наприклад, 1 і 0), а допоміжні команди (технологічні і логічні) - літерами. Однак найпростіше механічно або автоматично записувати й відтворювати програму в тому випадку, якщо всі команди будуть закодовані з використанням одних і тих же умовних знаків, наприклад 1 і 0. Для цього достатньо домовитися, що певне поєднання одиниць і нулів означає команду «робоча подача вперед», інше поєднання - команду «включення подачі охолоджуючої рідини», третє поєднання - команду «зміна ріжучого інструменту» і т. д. Тому більшість кодів, що застосовуються в системах числового програмного управління, в тому числі і так звані буквено-цифрові коди, є по суті цифровими кодами.

При використанні сучасних електронних систем управління оператор може вводити вихідну інформацію безпосередньо в пам'ять пристрою, що запам'ятовує. У цьому випадку пам'ять стає програмо носієм. Програма також може бути записана на зовнішньому програмо носії заздалегідь. Така інформація прочитується і потім перетвориться в керуючі команди, що впливають на закінчення на різні виконавчі приводи об'єктів керування.

При використанні перфострічки як програмо носія і виборі кодів для запису інформації про обробку застосовують вісьмидоріжкову стрічку шириною 25,4 мм (1 дюйм) і міжнародний код ISO-7 bit, в основу якого покладено двійкова система числення (1 біт відповідає одній одиниці інформації). У деяких випадках програмо носіями можуть бути магнітні стрічки, гнучкі магнітні диски або блоки пам'яті з клавішним введенням інформації. Наявність сигналу записується на програмо носії пробивкою отворів, магнітним «штрихом» або станом елементу пам'яті і відповідає одиниці кодової інформації. Мінімальний обсяг інформації, що займає декілька поперечних рядків на стрічці (наприклад, швидкість, номер кадру або інформація, що визначає одне переміщення), становить слово. Кілька слів, що містять повну інформацію будь-якого закінченого технологічного переходу (наприклад, обробка ділянки, деталі яких-небудь інструментом з певними режимами різання), позначається кадром. Умовна запис структури (довжини слів) і розташування слів у кадрі керуючої програми з максимальним числом слів встановлюється форматом кадру. Для кодування цифр, знаків і великих літер всього латинського алфавіту, а також ознак всіх складових частин коду ISO -7 bit використані сім двійкових розрядів (7 біт). Запис числової частини інформації проводиться в двійковій-десяткового системі числення (кожен розряд десяткового числа представлений двійковим числом). Ознаками запису чисел або букв є пробивання отворів на 5, 6 і 7-й доріжках. Під час запису інформації на стрічку застосовується адресний спосіб і запис проводиться ділянками змінної довжини уздовж стрічки - кадрами. При цьому способі запису числовому значенню інформації передує знак адреси, що визначає приналежність цієї інформації, що відповідає команді управління. У кожному кадрі програми записується тільки та інформація, яка змінюється по відношенню до попереднього кадру.

Для перевірки правильності інформації кожен рядок стрічки (одна кодова комбінація, що розташовується впоперек стрічки) автоматично і на багатьох стадіях передачі інформації контролюється на парність числа одиниць (пробивкою на стрічці). Для контролю парності використовується восьма доріжка стрічки, на якій в разі «непарній» кодової комбінації автоматично пробивається додатковий отвір. Між третьою і четвертою доріжками при перфорування стрічки пробиваються отвори меншого діаметру. Цю доріжку називають транспортної, або доріжкою синхросигналу (тактуючого), що забезпечує більш чітке читання інформації. Кожному напрямку переміщень робочих органів верстатів присвоюють заздалегідь визначені координати і відповідний адресний символ, наприклад X, У, Z, W і т. д. Тому дуже важливо, щоб верстати, в якій би країні їх не випускали, мали однакові значення напрямки переміщень і символіку. Це дозволяє застосовувати єдиний знак програмування.

Для забезпечення єдності трактування міжнародний стандарт ISO-R 841 і вітчизняний галузевий встановлюють номенклатуру і єдиний напрямок осей координатних систем металорізальних верстатів, обов'язкові для всіх виробників. На рис. 6.4 наведені деякі типи верстатів із зазначенням положення та напрямки їх осей координатних систем: верстати токарно-револьверний (рис. 6.4, а), лоботокарні (рис. 6.4, б), токарно-карусельний (рис. 6.4, в), консольно-фрезерні вертикальний (рис. 6.4, г) і горизонтальний (рис. 6.4, д), поздовжньо-фрезерні вертикальний (рис. 6.4, е), двухстійковий (рис. 6.4, ж) і з рухомим порталом (рис. 6.4, з), фрезерний з поворотним столом і поворотною бабкою (рис. 6.4, и), горизонтально-розточувальні з нерухомою (рис. 6.4, к) і поздовжньо-рухомий передньою стійкою (рис. 6.4, л), поздовжньо-стругальний (рис. 6.4, м), кругло-(рис. 6.4, н) і плоскошліфувальний (рис. 6.4, о), а також діропробивний прес з револьверною головкою (мал. 6.4, п), намотувальна машина (рис. 6.4, р), газорізальних машина (рис. 6.4, с) і Графобудівник (рис. 6.4, т).

Стандартом 1SO-R841 прийнято позитивним напрямком переміщення елемента верстата вважати той напрямок, при якому обробляє інструмент (його утримувач) та заготівля відступають один від одного. Зі сказаного випливає, що в процесі свердління, розточування, обточування переміщення інструменту або заготовки здійснюються в негативних напрямках.

Лічена з першоджерела інформація в міру її просування по каналах зв'язку і блокам пристрою керування зазнає ряд перетворень: зчитування інформації з креслення і введення її оператором у блок запису програми; при оперативних системах управління введення безпосередньо в пристрій керування здійснюється у звичному для людини десяткового системі числення. Далі використовується найчастіше двійкова система числення, як найбільш економічна для запису в пам'ять і зручна при різних діях з числами. Потім інформація перетвориться в унітарний код, як найбільш простий для керування двигунами.

Унітарний код являє собою одиничну систему числення. Він зручний тим, що будь-якому числу, що характеризує переміщення, відповідає еквівалентне число одиничних сигналів (імпульсних посилок). Перетворення кодованої інформації в унітарний код зазвичай здійснюється інтерполяторами.

Якщо управління приводами ведеться безперервним (аналоговим) сигналом, наприклад напругою, то дискретна (числова) інформація перетворюється на відповідну форму сигналу, необхідну для управління.

Залежно від виду застосовуваного датчика шляху (дискретного або аналогового) форма інформації, що надходить від нього, змінюється так, щоб її можна було порівняти з сигналами, які надходять від програми, або навпаки. Для цього призначені блоки-перетворювачі «цифра - аналог» і «аналог - цифра». Вся перекодування сигналів відбувається автоматично на різних стадіях руху потоків інформації управління.

5. Конструктивні особливості верстатів з ЧПК.

Залежно від основних операцій обробки верстати з ЧПУ об'єднані в різні технологічні групи.

Токарні верстати з ЧПК є найбільш численною групою в парку верстатів з ЧПК. Їх випускають в наступних виконаннях: центрові, патронні, патронно-центрові і карусельні. В основному токарні верстати мають горизонтально розташовану вісь шпинделя. Виняток становлять двох супортні верстати і карусельні верстати для обробки великих деталей. За розташуванням напрямних супорта токарні верстати з ЧПК випускають з горизонтальним, вертикальним або похилим розташуванням.

Рис.6.4. Розташування осей координат в устаткуванні з ЧПК.

Верстати з вертикальними і похилими направляючими оригінальні у своєму виконанні і мають наступні переваги: зручність обслуговування, полегшення сходу і видалення стружки, розташування ходового гвинта верстата між направляючими, що сприяє підвищенню точності переміщення супорта.

Токарні верстати мають дві керовані координати: Z - уздовж осі шпинделя; X - перпендикулярно цій осі. Переміщення по осі 1 здійснюється кареткою верстата, уздовж осі X - поперечними салазками супорта. На поперечних полозках встановлені або різцетримач (при зміні інструменту з магазину), або револьверна поворотна інструментальна головка. Головка може мати два різних положення осі повороту: що збігається за напрямом з віссю Z і перпендикулярно площині X Z. Існує тенденція оснащення верстатів не однієї, а двома револьверними головками (рис. 6.5).Одна головка 2 має вісь повороту, збігається за напрямом з віссю Z і використовується для обробки зовнішніх поверхонь. Інша головка 3 має вісь повороту, перпендикулярну площині X Z, і інструменти, закріплені в ній, призначені для обробки внутрішніх поверхонь. Розташовують головки по різні сторони від осі шпинделя з деяким зсувом відносно один одного: головка 2 встановлена на поперечні салаки 4 ближче до переднього торця шпинделя 1, а головка 3 віддалена від нього. Таке розміщення сприяє кращому доступу інструментів до оброблюваної заготовки. На верстатах з двома голівками в роботі можуть брати участь 10-16 ріжучих інструментів.

Рис. 6.5. Токарний верстат з ЧПК з двома револьверними головками.

Розточувальні й свердлильні верстати. Розточувальні верстати з ЧПК можна розділити на дві основні групи: з горизонтальним або вертикальним розташуванням шпинделя.

На розточувальних верстатах фрезерують площини і пази, свердлять і зенкерують отвори, розточують отвори, підрізають торці, нарізають різьбу мітчиками.

На розточувальних верстатах з вертикальним розташуванням шпинделя доцільно обробляти плоскі заготовки (планки, плити, фланці, важелі тощо), на горизонтально-розточувальних - корпусні деталі. Для обробки заготовки з різних сторін на верстатах з вертикальним шпинделем необхідно мати різні його встановити. Обробку з чотирьох бічних сторін на горизонтально-розточувальні верстати можна виконувати при одній установці заготовки, здійснюючи поворот столу.

Свердлильні верстати з ЧПК виготовляють у двох виконаннях: вертикально-свердлильні і радіально-свердлильні. На них можна виконувати різноманітні роботи: свердління, зенкування, зенкування, розгортання, нарізування різьблень, фрезерування і т. д. Наявність хрестового столу, дає можливість працювати послідовно декількома інструментами, а в деяких випадках і багато інструментальними головками значно розширюють можливості верстата.

Фрезерні верстати з ЧПК компонують за типом вертикальних і горизонтальних консольних і безконсольних, одно-і двох стійкових верстатів. Горизонтально-фрезерні верстати оснащують поворотним столом, керованим за програмою. На фрезерних верстатах з вертикальним шпинделем переважно виготовляють площинні і коробчастої форми деталі невеликих габаритних розмірів, а також складні поверхні плоских і об'ємних кулачків, шаблонів і інших деталей. На верстатах з горизонтальним шпинделем обробляють поверхні корпусних деталей, розташовані в різних площинах.

Багатоцільові верстати забезпечують виконання великої номенклатури технологічних операцій без перебазування деталі і з автоматичною зміною інструменту. Ріжучий інструмент розташований в спеціальних інструментальних магазинах великої ємності, що дає можливість у відповідності з прийнятою програмою автоматично встановлювати в шпинделі верстата будь-який інструмент, необхідний для обробки відповідної поверхні деталі. Така зміна інструменту верстата проводиться протягом 3-5 с. На деяких верстатах замість зміни інструменту в робочому шпинделі здійснюється заміна шпинделів разом з вставленими в них інструментами.

Відповідно до класифікації систем керування прийнята така система позначення моделей верстатів з ПК. До основного позначення моделі верстата додають один з таких індексів: Ц - верстати з цикловим керуванням; Ф1 - верстати з цифровою індексацією положення, а також верстати з цифровою індексацією і ручним введенням даних; Ф2 - верстати з позиційними СЧПК; ФЗ - верстати з контурними СЧПК; Ф4 - верстати зі змішаними системами ЧПК.

Крім того, введені індекси, що відображають конструктивні особливості верстатів, пов'язані з автоматичною зміною інструменту: Р - зміна інструменту поворотом револьверної головки; М - зміна інструменту з магазину. Індекси Р і М записують перед індексами Ф2 і ФЗ: наприклад, РФ2 - верстати з позиційною СЧПК з револьверною інструментальною головкою; МФЗ - верстати з контурною СЧПК зі зміною інструменту з магазина; МФ4 - верстати зі змішаними системами керування та магазином інструментів.

Деякі моделі верстатів з ЧПК мають і іншу індексацію; наприклад, у раніше випускаємих моделей верстатів після основного позначення стоять індекси П або ПР. В інших випадках (особливо для спеціальних верстатів) застосовують літерні індекси заводів-виробників із зазначенням порядкового номера моделі: РМ-213 - верстат Мінського заводу автоматичних ліній; ОФ-46 - верстат Одеського заводу фрезерних верстатів і т. д.

Перелік контрольних питань для самоперевірки:

1. Класифікація ЧПК верстата за технологічними ознаками.

2. Що таке інтерполятор?

3. Що собою являє код програмування? Класифікація програмо носіїв.

4. Класифікація СЧПК за різними ознаками.

5. Чим відрізняються конструктивно верстати з ЧПК від верстатів без ЧПК цієї ж групи?

Тема 7: Токарний верстат моделі 16К20Т1 з оперативною системою керування.

Дата добавления: 2014-01-04