Системы управления станками

Категория:
Фрезерные работы


Системы управления станками

При механической обработке заготовок необходимо обеспечить определенную последовательность рабочих и вспомогательных движений в станках, которую называют программой.

Рис. 1. Системы числового программного управления

Системами управления называют устройства, воздействующие на приводные механизмы исполнительных органов станка.

Ручное управление при обработке на станках предусматривает выполнение программы самим оператором на основе исходной информации (чертеж, технологическая документация), а также текущей информации по результатам измерений и наблюдений за работой станка и инструмента.

Автоматическое управление станком (или линией) предусматривает запись и выполнение всей программы (или ее части) при использовании специального программоносителя — запоминающего устройства. В качестве программоносителей применяют регулируемые упоры, кулачки, копиры, наборные устройства и др.

Числовое программное управление (ЧПУ) является разновидностью автоматического управления и предусматривает запись программы в виде буквенно-цифрового кода (на перфоленте или магнитной ленте переключателями, штекерными панелями, либо хранится в памяти управляющей вычислительной машины).

Числовые системы программного управления, применяемые на фрезерных станках, бывают двух видов: разомкнутые (или без обратной связи) и замкнутые (или с обратной связью). В разомкнутых системах (рис. 198, а) имеется один поток информации, направленный от считывающего устройства к исполнительному механизму. При перемещении ленты с программой через считывающее устройство и дешифратор на его входе возникают командные сигналы. Однако обычно эти сигналы не обладают достаточной мощностью для приведения в действие исполнительных органов. Поэтому в системах автоматических устройств часто используют усилители для усиления сигналов. После усиления сигналы поступают в привод М, который перемещает определенный узел станка в требуемое положение непосредственно или через промежуточные механизмы. Перемещение рабочих органов здесь точно дозировано шаговыми двигателями. Эта система Отличается простотой и невысокой стоимостью, однако надежность и точность этой системы . уступает системам управления с обратной связью.

В замкнутых системах в процессе обработки детали ведется непрерыв

ное сопоставление действительного размера обрабатываемой заютовки или действительного перемещения узла станка с заданной программой. При считывании заданной программы на выходе считывающего устройства и дешифратора возникают командные сигналы, которые поступают в сравнивающее устройство. В него же поступают сигналы датчика обратной связи. Датчик производит измерение действительного перемещения узла станка или размера заготовки и преобразует его в сигнал обратной связи, направляемый в сравнивающее устройство. В сравнивающем устройстве сравниваются сигналы от датчика обратной связи с сигналами от считывающего устройства и дешифратора. В случае разницы между заданными и фактическими величинами перемещений (или размеров) на выходе сравнивающего устройства появляется сигнал, соответствующий величине рассогласования. Этот сигнал через усилитель подается к исполнительному устройству, которое производит регулировку работы станка в соответствии с заданной программой.

В аналоговых системах программного управления информация поступает в сравнивающее устройство от задающей программы и от датчика обратной связи не в числовом коде, а в преобразованном виде. Используется аналог (напряжение, фаза), пропорциональный заданному числу. В этих системах используют индуктивные и погенциометрические датчики обратной связи.

Кодовые системы программного управления основаны на использовании специальных кодовых датчиков. Показания о фактическом перемещении в числовом коде снимают с датчика и сравнивают с программой, считываемой с перфоленты в том же условном коде.

В импульсных системах программного управления используется принцип сравнения числа импульсов, поступающих с исходной программы с числом импульсов, выработанных датчиком обратной связи в соответствии с величиной фактического перемещения. При совпадении числа заданных и числа отработанных датчиком обратной связи импульсов двигатель привода отключается.

По технологическому назначению системы программного управления делят на позиционные и контурные. Позиционные системы ЧПУ для независимого перемещения рабочих органов станка, как правило, в прямоугольных координатах. Их используют для автоматизации сверлильньгх и координатно-расточных станков. Контурные системы ЧПУ предназначаются для обработки деталей сложной формы за счет согласованного перемещения рабочих органов по нескольким координатам. Применяются двухкоординатные, трехкоорди-нагные, четырехкоординатные и даже пяти-координатные системы числового программного управления (три прямолинейных перемещения по взаимно перпендикулярным направлениям и два вращательных движения).

В последнее время большое внимание уделяется вопросам диагностики системы «станок— устройство ЧПУ» в целях сокращения времени простоев, связанных с отказами оборудования. Так, устройства ЧПУ типа CNC контролируют следующие параметры: ошибки программирования, ошибки обслуживания станка, отказы электронных блоков, повышение температуры в шкафу управления выше установленного значения, состояние приводов, состояние механических узлов станка и др.

Нашли применение упрощенные системы с ручным вводом управляющей программы с клавиатуры непосредственно на рабочем месте. Они предназначены для контурного управления универсальными станками в единичном и мелкосерийном производстве. Применение таких систем уменьшает время переналадки станка при сохранении высокой точности. Малый габарит системы позволяет встраивать их непосредственно в станок.

Системы группового управления станками с устройствами ЧПУ (для управления несколькими станками) осуществляют следующие функции: распределение программы обработки деталей; контроль за работой станков и диагностику ошибок; выдачу данных для управления станками; оценку состояния станков; проверку и корректировку программ на рабочем месте и др.

Системы циклового управления. Программное управление делят на числовое и цикловое. При числовом управлении в состав задаваемой программы входит информация о цикле и режимах обработки, а также о пути перемещения рабочих органов станка. В системах циклового управления программа содержит только информацию о цикле и режимах обработки, а величину перемещения рабочих органов задают наладкой упоров. Цикловые системы программного управления отличаются от числовых сравнительной простотой структуры, однако имеют меньшие технологические возможности. В качестве программоносителя используют штепсельные и шпоночные коммутаторы. Заданную программу обработки детали на станке с цикловым управлением выполняют с помощью установки штекеров в соответствующие гнезда штекерной наборной панели (коммутатор помимо штепсельного), применяется также шпоночный коммутатор, в котором штепсельные гнезда заменены кнопочными переключателями. Устройства циклового программного управления имеют более высокую надежность, чем устройства ЧПУ, они просты в эксплуатации и наладке.

Адаптивные системы (AQ управления предусматривают переработку текущей информации об изменениях в станке, обрабатываемой заготовке или инструменте для внесения соответствующих изменений в программу обработки. Они применяются главным образом на станках с ЧПУ. В настоящее время различают адаптивные системы предельного регулирования (АСР) и адаптивные системы оптимизации (АСО). Они в свою очередь делятся на две группы — геометрические, предназначенные для повышения точности обработки, и технологические — для повышения производительности при снижении себестоимости.

При использовании технологических АСР желаемый эффект достигается благодаря тому, что при смене условий обработки, приводящих к изменению регулируемого параметра (например, мощности или силы резания), изменяется регулирующий параметр (например подача). Фиксируя и поддерживая регулируемый параметр на некотором заданном уровне, можно управлять ходом процесса обработки — подавать команды на переход от холостого хода к резанию, на смену инструмента, изменять режим резания, обеспечивать защиту инструмента и станка от поломок и т. п. При использовании АСО желаемый эффект достигается благодаря тому, что при изменении условий обработки автоматически устанавливается режим резания, близкий к оптимальному.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум