
- •Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет»
- •Конспект лекций
- •Станки с чпу и гпс
- •Лекция 10. Станки с числовым программным управлением
- •10.1. Общие понятия о станках с чпу, три поколения станков с чпу.
- •10.1. Общие понятия о станках с чпу, три поколения станков с чпу.
- •10.1.1. Станки первого поколения.
- •10.1.2. Станки второго поколения.
- •10.1.3 Станки третьего поколения.
- •10.2. Технологические группы станков с чпу.
- •10.3. Основные принципы числового программного управления.
- •10.3.1. Укрупненная структурная схема системы чпу.
- •Лекция 11
- •11.1. Обратная связь в станке чпу.
- •11.2. Разомкнутые системы чпу.
- •11.3. Замкнутые системы чпу.
- •11.3.1. Замкнутые системы чпу с обратной связью по положению рабочего органа станка.
- •11.3.2. Замкнутые системы с обратной связью по положению рабочих органов и с компенсацией погрешностей станка.
- •11.3.3. Адаптивные замкнутые системы.
- •11.4. Системы чпу класса nc, cnc, hnc, dnc.
- •11.4.1. Системы чпу класса nc.
- •11.4.2. Системы чпу класса cnc.
- •11.4.3. Системы чпу класса dnc.
- •Лекция 12. Конструктивные особенности станков с чпу
- •12.1. Привод главного движения.
- •12.1.1. Тиристорные преобразователи.
- •12.2. Привод подач
- •12.2.1. Шаговый привод подач с гидроусилителем.
- •12.2.2. Электрические приводы подач.
- •12.2.3. Гидравлические приводы подач.
- •Лекция 13
- •13.1. Датчики обратной связи.
- •13.1.1. Линейный индуктосин.
- •13.1.2. Вращающийся трансформатор.
- •13.1.3. Фотоэлектрический датчик.
- •13.1.4 Датчик фирмы « Ferranti»
- •13.2 Передаточные механизмы привода подачи.
- •13.2.1 Беззазорный зубчатый редуктор,
- •13.2.2 Шариковые винтовые пары.
- •13.2.3 Зубчато-реечные передачи.
- •13.2.4 Винто-реечная шариковая передача.
- •13.3 Станины
- •13.4. Направляющие.
- •13.4.1. Направляющие скольжения.
- •13.4.2 Направляющие качения.
- •13.4.3. Гидростатические направляющие.
- •13.4.4. Аэростатические направляющие.
- •13.5. Шпиндельные группы.
- •13.5.1.Шпиндели.
- •Лекция 14. Назначение, компоновка, работа узлов и гидрокинематика станка модели ир500мф4
- •14.1. Назначение и область применения станка.
- •14.2. Компоновка станка
- •14.3. Гидрокинематика станка
- •14.3.1.Устройство механизмов станка
- •14.3.1.1 Механизм переключения скоростей.
- •14.3.1.2. Механизм зажима инструмента в шпинделе.
- •14.3.1.3. Механизм ориентации шпинделя.
- •14.3.1.4. Инструментальный магазин.
- •14.3.1.5. Манипулятор.
- •14.3.1.6. Поворотный стол.
- •14.3.1.7. Устройство смены спутников.
- •14.3.2. Цикл работы станка.
- •14.3.2.1. Цикл автоматической смены инструмента.
- •14.3.2.2. Цикл автоматической смены спутников.
- •14.3.3 Описание гидрокинематической схемы станка.
- •14.3.3.1. Привод вращения шпинделя.
- •14.3.3.2 Приводы подач.
- •14.3.3.3. Привод механизма ориентации шпинделя.
- •14.3.3.4. Гидравлическое уравновешивание шпиндельной бабки.
- •14.3.3.5. Привод цикловых движений при автоматической смене инструмента.
- •14.3.3.6. Привод цикловых движений при автоматической смене спутников.
- •Лекция 15
- •15.1. Основные понятия и определения. Общая характеристика объектов роботизации. Разновидности автоматических манипуляторов.
- •15.2. Основные направления использования роботов. Три типа поколения пр.
- •15.4. Основные параметры пр. Грузоподъемность пр. Число степеней свободы.
- •15.1. Основные понятия и определения. Общая характеристика объектов роботизации. Разновидности автоматических манипуляторов
- •15.2. Основные направления использования роботов. Три типа поколения пр
- •15.3. Функциональная блок схема и ее общая характеристика
- •15.4. Основные параметры пр. Грузоподъемность пр. Число степеней свободы
- •Лекция 16
- •16.1. Основные параметры пр. Мобильность авто манипулятора, рабочая зона, компоновочная схема, система управления, точность позиционирования
- •16.2. Индексация моделей ам. Система построения индекса, примеры обозначений ам и конкретных схем компоновок
- •16.3. Особенности кинематики и конструкции ам. Специфические элементы промышленных роботов
- •16.4. Захватные устройства манипуляторов. Требования к захватным устройствам и их классификация
- •16.5. Разновидности захватных устройств. Механические, магнитные и вакуумные захваты. Их характеристика и особенности
- •Лекция 17. Автоматические станочные линии (автоматические линии)
- •17.1. Основные понятия
- •17.2. Типы автолиний
- •17.2.1. В зависимости от величины выпуска деталей.
- •17.2.2. В зависимости от организации потока
- •17.2.3. По роду применяемых станков.
- •17.2.4. По роду применяемой схемы транспортирования деталей.
- •17.2.5. По расположению оборудования.
- •17.2.6. По виду обрабатываемых деталей.
- •17.3. Оборудование автоматических линий.
- •Список литературы
- •Дополнительная литература
11.4. Системы чпу класса nc, cnc, hnc, dnc.
11.4.1. Системы чпу класса nc.
Несмотря на относительно малый срок применения систем ЧПУ, они в своем развитии уже прошли несколько этапов, определяемых уровнем развития электронной техники. При этом разработчики систем ЧПУ использовали различные элементные базы: релейно-контактную, транзисторную, микросхемы малой и средней степени интеграции, мини-ЭВМ и, наконец, микропроцессорные наборы и большие интегральные схемы памяти (БИС - памяти).
Широко применяемые в настоящее время в промышленности системы ЧПУ класса NC (Numerical Control) построены по принципу цифровой модели, где все операции, составляющие алгоритм работы, выполняются параллельно с помощью отдельных цепей или устройств (блоков), реализующих ту или иную функцию (агрегатно-блочное построение). Данные системы ЧПУ называют системы с жесткой структурой и перестройка алгоритма управления у них невозможна (возможна только заводом изготовителем путем частичной замены блока памяти).
Устройство системы ЧПУ класса NC поясняет структурная схема, показанная на рис.31. Программа в большинстве случаев задается в виде команд, записанных двоично-десятичным кодом на перфорированную ленту. Обычно это пяти- и восьмидорожечная лента. Программа вводится в систему управления посредством считывающего устройства 1 с непрерывным или старт-стопным перемещение ленты.
Считывающее устройство преобразует информацию "а", записанную на перфоленте, во временную последовательность импульсов "б". Они поступают в промежуточное запоминающее устройство - регистр 2, откуда выдается по двум каналам. По первому, основному каналу выдается "геометрическая" информация "в", задающая форму и скорость подачи, и иногда и скорость движения, т.е. резания. По второму каналу "г" подаются команды включения агрегатов станка и вспомогательные команды.
Сигналы, несущие "геометрическую" информацию, поступают в интерполятор 3 в большинстве случаев линейный или круговой. С интерполятора сигналы "д" подаются по соответствующему числу каналов в унитарном коде, в котором каждый импульс соответствует дозированному перемещению - одному кванту (величине разрешающей способности системы) в блок управления следующего привода подач 5 непосредственно, или через вторую промежуточную память 4. В качестве последней обычно применяется магнитная лента. В некоторых случаях именно с этой ленты начинается упрощенная система ЧПУ. В этом случае запись программы на ленту выполняется заранее.
Сигналы "е" считанные со второй промежуточной памяти, если она имеется, поступают в блок управления следящим приводом подачи 5. Здесь возможны два существенно различных варианта: привод с разомкнутой цепью управления или с замкнутой цепью управления.
В системах с разомкнутой цепью управления привод подачи выполняется на шаговых двигателях, которые отрабатывают для каждого считанного импульса поворот вала на один и тот же угол (обычно 1,50).
Рис. 31. Структурная схема устройства ЧПУ класса NC
В системах с замкнутой цепью управления импульсный сигнал команды управления поступает в блок сравнения - реверсивный счетчик или сумматор (он находится в блоке управления приводами подач). По другому каналу "ж" в реверсивный счетчик поступают импульсы отрицательной обратной связи от датчика 6 угла поворота или перемещения с той же ценой импульса, что и в исходной программе. В реверсивном счетчике эти импульсы вычитаются и разность их "з" поступает после соответствующего преобразования на вход усилителя мощности 7 привода подач так, что разность импульсов в реверсивном счетчике, т.е сигнал ошибки, стремится к нулю. С выходом усилителя мощности 7 усиленные сигналы направляются в привод подач 8, который обеспечивает перемещение рабочего органа станка 9.