Системы автоматического управления станка

Категория:
Металлорежущие станки


Системы автоматического управления станка

В станках-автоматах каждый подвижный элемент рабочих органов, совершающий однокоординатное перемещение, получает движение от своего управляемого или циклически работающего привода.

Конструкция приводов подвижных элементов основных рабочих органов должна обеспечивать возможность осуществления как медленных рабочих, так и быстрых холостых ходов и изменение направления перемещения; конструкция приводов подвижных элементов вспомогательных рабочих органов — только изменение направления перемещения.

Управляемые приводы подвижных элементов рабочих органов имеют механизмы переключения с вспомогательными приводами, которые при поступлении сигналов управления производят автоматически все переключения, необходимые для изменения работы привода в соответствии с осуществляемым в данный момент этапом цикла. При циклически работающих приводах необходимые изменения в работе привода происходят либо вследствие присущих данному приводу законов движения (кривошипно-шатунный, кулисный приводы, приводы с мальтийским крестом), либо при кулачковых приводах благодаря приданию соответствующего профиля кулачку. Следует заметить, что циклически работающие приводы также могут быть управляемыми.

Сигналы управления вырабатываются системой автоматического управления и обеспечивают:
1) выполнение перемещений всех подвижных элементов рабочих органов в заданной последовательности, с установленной скоростью рабочих или холостых ходов и в пределах заданной длины хода;
2) перемещение режущего инструмента и обрабатываемой детали относительно друг друга по заданной траектории в случае использования методов профилирования по копиру со следящей системой управления или вычислительных устройств для осуществления функционально связанных перемещений; при использовании методов геометрического или кинематического профилирования относительное перемещение по заданной траектории осуществляется без участия системы автоматического управления;
3) выполнение всех переходов с требующимися режимами работы, т. е. скоростями главного рабочего движения и подачи в тех случаях, когда автоматический цикл работы предусматривает изменение режимов работы;
4) выполнение операций, протекающих при отсутствии относительного перемещения циклически работающих органов, например при зачистке обтачиваемых фасонными резцами поверхностей, при выхаживании в процессе шлифования и т. п.;
5) осуществление защиты и блокировки при выполнении каждого очередного автоматического цикла работы;
6) осуществление автоматической подналадки.

Циклически работающие защитно-блокировочные устройства в большинстве случаев применяются на многопозиционных станках. Они исключают возможность обработки в последующей позиции детали, не прошедшей обработки на предыдущей позиции. Например, в предыдущей позиции производится сверление группы отверстий малого диаметра, а в последующей — их развертывание. При малом диаметре вероятность поломки сверл возрастает. В случае поломки одного из сверл на позицию развертывания попадает деталь, не имеющая отверстия, что может привести к поломке станка. Для защиты станка от поломки между двумя указанными позициями вводится контрольная позиция. В этой позиции имеется подвижной рабочий орган, несущий контрольный калибр, представляющий собой в рассматриваемом случае группу штифтов, соосных с обрабатываемыми отверстиями. В процессе перемещения рабочего органа контрольной позиции штифты вводятся в отверстия, В случае отсутствия одного из отверстий перемещение калибра вместе с рабочим органом становится невозможным и калибр, расположенный на подвижных салазках, сдвигается относительно рабочего органа, что вызывает появление сигнала.

Автоматическая подналадка производится в случае появления отклонений в размерах обрабатываемых деталей либо путем изменения положения режущего инструмента относительно рабочего органа, либо путем замены инструмента. Изменение положения режущего инструмента производится с помощью специального управляемого привода, а замена — с помощью автооператоров или многопозиционных инструментодержате-лей. также имеющих управляемые приводы. Автоматическая подналадка или замена режущего инструмента происходит периодически; система управления этими процессами — автономна.

Система управления вырабатывает сигналы управления:
1) при заданном взаимном расположении подвижных элементов рабочих органов, которым определяется момент окончания предыдущего и начала следующего этапа цикла, а также получение заданных размеров обрабатываемой детали;
2) при получении заданных размеров обрабатываемой детали, которые непосредственно контролируются автоматическими измерительными приборами, или при выходе этих размеров за пределы допуска;
3) по истечении промежутка времени, необходимого для выполнения требующегося технологического процесса.

Система автоматического управления осуществляет свою работу на основе получаемой ею информации двух видов: задающей информации и информации обратной связи.

Задающая информация — программа работы содержит тем или иным способом зафиксированные сведения о последовательности, направлении и скорости перемещения подвижных элементов рабочих органов и об их взаимном расположении к моменту окончания предыдущего и начала следующего этапа цикла. Задающая информация включает также сведения о скоростях главного рабочего движения, о длительности процессов, осуществляемых при отсутствии относительного перемещения подвижных элементов, совершающих циклические движения, и др.

Взаимное расположение подвижных элементов в момент выработки сигналов определяется либо непосредственной информацией о положении. занимаемом в этот момент подвижным элементом, либо информацией о величине выполненного им перемещения. В первом случае сигналы управления вырабатываются в функции положения, во втором — В функции перемещения.

Информация о величине перемещения, выполняемого с определенной скоростью, может быть заменена информацией о промежутке времени, необходимого для выполнения этого перемещения и определяемого исходя из заданной величины перемещения и скорости. В этом случае сигналы подаются в функции времени.

При автоматическом контроле размеров обрабатываемой детали сигналы управления подаются в функции получаемых размеров.

Информация обратной связи, получаемая с помощью соответствующих приборов, сообщает системе управления сведения о фактическом выполнении процессов, предусмотренных задающей информацией. В системах управления станками-автоматами основную роль играет информация обратной связи о взаимном расположении подвижных элементов рабочих органов.

Системы автоматического управления могут осуществлять свою работу либо только на основе задающей информации, либо на основе взаимодействия задающей информации и информации обратной связи.

Системы управления, вырабатывающие сигналы управления в функции положения или в функции получаемых размеров, обязательно должны получать информацию обратной связи о фактическом положении рабочего органа или о размерах обрабатываемой детали.

Системы управления, вырабатывающие сигналы в функции перемещения, могут работать как при наличии, так и при отсутствии информации обратной связи о фактическом перемещении рабочего органа. Информация о величине фактического перемещения рабочего органа вырабатывается с помощью соответствующих приборов и в течение всего периода движения рабочего органа поступает в систему управления, где она сравнивается с задающей информацией. При совпадении фактической и заданной величин перемещения система управления вырабатывает сигналы управления, предусмотренные программой. В случае отклонения в величине одного из перемещений подвижный элемент занимает неправильное положение и при всех других перемещениях, так как каждое последующее перемещение отсчитывается от того положения, которое подвижный элемент занял по окончании предыдущего перемещения. В результате неоднократно повторяющихся отклонений в перемещениях может появиться накопленная ошибка, что приведет к рассогласованию цикла.

Система управления, вырабатывающая сигналы управления в функции времени, не позволяет воспользоваться информацией обратной связи, так как сигналы вырабатываются по истечении заданного промежутка времени независимо от положения подвижных элементов. Возможные отклонения в скорости и в выдержке времени приводят к отклонению в величине перемещений со всеми вытекающими отсюда последствиями. Поэтому подача сигналов в функции времени находит ограниченное применение в системах управления станками-автоматами и преимущественно в комбинации с дополнительными жесткими ограничителями ходов.

Система автоматического управления станком-автоматом или автоматической линией складывается из ряда систем управления однокоорди-натными перемещениями подвижных элементов рабочих органов и системы управления, синхронизирующей их работу.

Синхронизация работы однокоординатных систем управления осуществляется либо системой управления общим автоматическим циклом, либо системами группового управления, работа которых синхронизируется системой управления общим автоматическим циклом.

Системы группового управления, а также системы управления одно-координатными циклами, работающие на основе местной программы, являются системами местного самоуправления.

Системы управления однокоординатными циклами целесообразно классифицировать в зависимости от формы задания в программе и определения фактического положения подвижного элемента, так как эти факторы наиболее полно характеризуют основные особенности системы.

Системы управления общим автоматическим циклом и системы группового самоуправления целесообразно классифицировать в зависимости от методов синхронизации работы систем управления однокоординатными циклами.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум