Глава 3

3.1 Устройства ввода программ

Система ЧПУ включает в себя ряд устройств, обеспечивающих считывание вводимой информации и преобразование ее в сигналы управления исполнительными двигателями станка и робота. В на­стоящее время конструкция УЧПУ зависит от типа программоносите­ля и способа ввода информации в УЧПУ.

Устройства ввода программ обеспечивают ввод программ в ши­роком смысле этого термина (оперативное с внешней памяти, звуко­вое, световое и др.), т.е. считывание информации с программоносителя и передачи ее в виде электрических сигналов в специальных УЧПУ для дальнейшей обработки. Информация с перфолент считывается последовательным и параллельным способами. При последовательном способе программоноситель перемещается на шаг между строками и начинается считывание другой. Обработка информации происходит после считывания ее со всего кадра и записи в запоминающем уст­ройстве. При параллельном способе одновременно считывается ин­формация всего кадра и поэтому запоминающего устройства не тре­буется. Для считывания информации с перфолент применяют фото­электрические (со скоростью считывания 300 - 1000 строк/с) и элек­тромеханические устройства.

Рисунок 3 – Схема фотосчитывающего устройства и лентопротяжного

механизма

На рисунке 3 представлено фотосчитывающее устройство (ФСУ) СЧПУ модели 2Р22 с элементами лентопротяжного механизма.

Транспортный ролик 1 непрерывно находится во вращательном движе-

жении. При подаче команды на протягивание ленты 2 включается транспортный магнит 3, якорь 4 которого прижимает к ленте ролик 5. В результате лента начинает протягиваться, разгоняясь при этом до скорости, определяемой частотой вращения транспортного ролика. Время разгона составляет 4-5 мс. Перфолента протягивается через оптический блок, состоящий из лампы 6, линзы 7 и фотодиодов 8.

Лампа, освещая перфоленту, при наличии в последней отвер­стий, коммутирует определенные фотодиоды, которые формируют параллельный код числа (или знака), пробитого в данной строке пер­фоленты в виде соответствующей комбинации напряжений, переда­ваемых дальше для обработки. Торможение по окончании протяжки перфоленты осуществляется якорем 9 при включении тормозного магнита 10 и отключении транспортного магнита 3. Время торможе­ния – 1,5-2 м/с. Фотосчитывающее устройство может работать в трех режимах.

1. Покадровое считывание, при котором перфолента после по­ступления стартового сигнала движется до конца кадра, отмеченного

специальной меткой.

2. Построчное считывание информации (стартстопный режим), при котором перфолента после поступления стартового сигнала пере­мещается на одну строку и останавливается до поступления следую­щего стартового сигнала. Этот режим удобен при наладке СЧПУ.

3. Возврат в исходное положение всей обработанной бобины перфоленты, т.е. перемотка.

Достоинства и недостатки определяются не только качеством деталей, из которых собрано ФСУ, но и культурой производства, на котором собирают СЧПУ. Невысокая стойкость бумажной перфоленты (до 200 прогонов) обусловливает и возможные ошибки УЧПУ в систе­ме выдачи исполнительных команд на приводы.

Устройство для считывания информации с магнитной ленты представлено на рисунке 4. Принцип записи программы на магнитную ленту основан на способности ферромагнитных материалов сохранять состояние остаточного намагничивания в виде диполей, соответст­вующих напряженности магнитного поля, которая создается при за­писи программы.

Применяются магнитные ленты шириной 35 и 19 мм, а также компактные кассеты МК-61, позволяющие записывать УП на 4-12 дорожках одновременно.

Магнитная лента 1 перемещается относительно магнитных голо­вок 2 (количество головок соответствует количеству кодовых дорожек) с постоянной скоростью. Привод ведущего вала ленточного механизма 3 осуществляет электродвигатель 4, к которому с помощью ролика 5 прижимается магнитная лента. Электродвигатель имеет очень жест­кую характеристику и практически не изменяет скорость вращения под нагрузкой, что обеспечивает постоянство скорости перемещения ленты. Электродвигатели 6 предназначены для натягивания ленты, работая в режиме намотка-тормоз, они имеют мягкие характеристи­ки, позволяющие плавно снижать угловую скорость кассеты по мере заполнения ее лентой. Магнитная лента обычно перемещается со ско­ростью 100-200 мм/с.

Рисунок 4 – Схема устройства для считывания информации с магнитной ленты

Магнитная головка 2 является одной из основных частей считы­вающего устройства и состоит из сердечника и обмотки. Сердечник состоит из двух полуголовок, разделенных рабочим и задним зазора­ми. При считывании на магнитную ленту управляющей программы диполи, проходя рабочий зазор магнитной головки, создают в ней пе­ременный магнитный поток, который возбуждает ЭДС в катушках магнитной головки, и на выходе считывающего устройства появляют­ся соответствующие электрические импульсы. Для работы УЧПУ тре­буется, чтобы сигнал считывания с магнитной головки был не менее 12-14 мВ. Значение сигнала считывания её зависит от многих факто­ров.

,

где W – число витков обмотки считывания;

 - скорость перемещения магнитной ленты, м/с;

_ - остаточная индукция магнитного покрытия ленты, Тл;

d – толщина магнитного покрытия, мм;

b – ширина магнитного отпечатка сигнала управления, мм;

1_отп – суммарная длина магнитного отпечатка, мм;

l_ст- длина отпечатка при подвижной магнитной ленте, мм;

 - КПД магнитной головки;

 - воздушный зазор между магнитной головкой и магнитным по­крытием ленты, мм (не более 0,1 мм).

К достоинствам магнитной ленты необходимо отнести возмож­ность многократного применения при смене текста управляющих программ.