2.2 Позиционные, контурные и комбинированные системы чпу

Позиционные системы обеспечивают управление быстрыми перемещениями рабочих органов станка с целью точной установки инструмента или заготовки в рабочую позицию. При этом, как правило, не требуется согласованного перемещения рабочих органов по различным направлениям. Такие системы применяются прежде всего на расточных, сверлильных и других станках, работающих осевым инструментом. При этом основной задачей является точное совмещение оси шпинделя инструмента с осью обрабатываемого отверстия. Для достижения высокой точности позиционирования скорость подачи по мере приближения рабочих органов к заданным программой координатам снижается ступенчато и становится равной нулю в заданной точке (рис.2.2).

Направление подхода к заданной точке, как правило, всегда выбирается только одно, например, совпадающее с положительным направлением координатных осей. Такое мероприятие снижает влияние на точность позиционирования зазоров в кинематических цепях и изменяющихся по направлению сил трения.

В станках с позиционными системами ЧПУ перемещения рабочих органов по двум координатам может осуществляться последовательно, либо одновременно (рис.2.3).

В первом случае рабочий орган из исходной точки перемещается только параллельно осям системы координат и при достижении заданных точек позиционирования выполняется обработка отверстий, например, сверлением и растачиванием по заданному циклу.

Во втором случае рабочий орган перемещается в заданные точки позиционирования по кратчайшему пути, поскольку система ЧПУ работает одновременно по двум координатным направлениям. Естественно, что при использовании второй схемы время на позиционирование сокращается.

Позиционные системы получили некоторое применение и на токарных станках. При таком управлении токарный станок может выполнять обработку ступенчатых валиков и фасонных поверхностей фасонными резцами.

Контурные (или непрерывные) системы ЧПУ обеспечивают управление движениями двух или нескольких рабочих органов станка при наличии непрерывной функциональной связи между ними. Необходимость в таком управлении возникает при обработке деталей со сложными контурами (плоскими и пространственными).

Контурные системы в общем случае можно разделить на прямолинейные, прямоугольные и криволинейные.

Прямолинейные системы ЧПУ осуществляют перемещение инструмента по прямой, расположенной под любым углом к осям координат, а также позиционирование.

Прямоугольные системы ЧПУ осуществляют последовательные перемещения инструмента по координатным осям с рабочими подачами а также позиционирование. Такие системы применяются на токарных, фрезерных и др. станках.

Криволинейные системы ЧПУ управляют перемещениями при обработке сложных фасонных профилей. Движение инструмента по заданному закону обеспечивается интерполятором, который представляет собой вычислительное устройство системы ЧПУ.

Контурные (непрерывные) системы ЧПУ характеризуются:

числом управляемых координат;

числом одновременно управляемых координат;

видом следящего привода.

Технологические возможности станков, оснащенных контурными системами ЧПУ, в значительной степени определяются числом одновременно управляемых координат. Так, двухкоординатные фрезерные станки могут быть использованы только для обработки плоских контуров. Возможность установочного перемещения по вертикальной оси позволяет обрабатывать детали с внутренними контурами.

Трехкоординатные системы ЧПУ позволяют производить обработку деталей сложной пространственной формы. Много координатные системы ЧПУ кроме программных перемещений инструмента по осям X, Y и Z позволяют осуществлять поворот стола с заготовкой и наклон инструмента в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются станки с ЧПУ, имеющие от 2 до 6 одновременно управляемых координат. Это позволяет успешно решать проблему обработки таких сложных деталей, как лопатки турбин, имеющих переменный профиль в сечении и изменяющийся радиус кривизны.

Комбинированные (универсальные) системы ЧПУ обладают свойствами как позиционных, так и контурных систем. Указанные системы нашли распространение в многооперационных станках типа "обрабатывающий центр".