65 Паспорта станков

Основным техническим документом, который содержит все необходимые сведения по конструкции, кинематике и динамическим характеристикам станка, является паспорт станка.

Паспорт станка состоит из следующих основных разделов:

• В разделе "Общие сведения о станке" помещают фотографию станка и указывают сведения о нем: тип, модель, завод-заготовитель, год выпуска, класс точности, масса, габаритные размеры, место установки.

• В разделе "Основные технические данные" приводят параметры станка, его приводов и механизмов привода главного движения и подач, типы приводов, основные размеры исполняющих органов, расстояние между ними и предельные перемещения исполняющих органов, минимальные и максимальные размеры обрабатываемых заготовок, данные для крепления инструмента и заготовок, данные для крепления инструмента и заготовок.

• В разделе "Привод" паспорта станка указывают характеристики электродвигателей, ремней, цепей, подшипников муфт и т.д.

• В раздел "Кинематическая схема станка" приводят последнюю и указывают спецификацию зубчатых и червячных колес, червяков, ходовых винтов, а также все данные, необходимые для подсчета перемещений в станке.

• В разделе "Механика станка" приводят частоты вращения шпинделей (1/мин), числа двойных ходов исполняющих органов, передаваемые крутящие моменты и мощности, величины подач, наибольшие допустимые силы резания, КПД станка, КПД кинематических цепей, приводимых от каждого электродвигателя. Паспорт станка содержит также разделы: "Гидравлические механизмы", "Изменения в станке", "Дата капитального ремонта", "Принадлежности и приспособления", "Таблицы настройки", "Схема управления".

66 Мехатронные модули — это базовые функциональные компоненты мехатронных систем и машин с компьютерным управлением, предназначенные для выполнения движений, как правило, по одной управляемой координате.

Качественно новые свойства мехатронных модулей по сравнению с традиционными приводами достигаются синергетической интеграцией составляющих элементов.

Мехатронные модули движения являются теми функциональными «кубиками», из которых затем можно компоновать сложные многокоординатные мехатронные системы.

Сущность мехатронного подхода к проектированию состоит в объединении в единый приводной модуль составляющих элементов. Применение мехатронного подхода к проектированию модуля движения базируется на определении возможных точек интеграции элементов в структуре привода. Выявив также точки интеграции можно затем на основе технико-экономического и технологического анализа принимать конкретные инженерные решения на проектирование и изготовления модуля движения. Приведем схему энергетических и информационных потоков в электромеханическом мехатронном

модуле.

На вход мехатронного модуля поступает информация о цели движения, которое формируется верхним уровнем системы управления, а выходом является целенаправленное мехатронное движение конечного звена, например, перемещение выходного вала модуля.

Мехатронные модули обладают следующими особенностями:

- использование однотипных унифицированных узлов в различных вариантах компоновки станков, обеспечивающих агрегатно-модульное построение;

- уменьшение времени ремонта за счет поузловой замены;

- расширение и наращивание функций станков за счет добавления мехатронных модулей и узлов;

- создание разветвленных систем диагностики;

- упрощение сервисного обслуживания за счет применения однородных конструкций.

Классификация мехатронных модулей приведена на рисунке 1.

Модули подразделяются по виду станочного механизма и по виду системы управления. Станочные механизмы в свою очередь подразделяются на механизмы главного движения, механизмы подачи и вспомогательных перемещений.

Ниже приводятся основные виды конструкций мехатронных модулей (В -модули вращательного движения, Л - модули линейного движения).

Механизмы главного движения:

- мотор-шпиндель — шпиндельный станочный узел, на валу которого монтируется ротор приводного двигателя (В).

- электрошпиндель - электродвигатель, непосредственно к валу которого крепится режущий инструмент (В).

- мотор-редуктор - электродвигатель со встроенным планетарным механизмом, обеспечивающим две и более ступеней механической редукции (В).

- механизмы подачи и вспомогательных перемещений:

- мотор-редукторы со встроенной планетарной передачей (В).

- мотор-редукторы со встроенной волновой передачей (В).

Модули линейного движения на базе плоских и пазовых линейных двигателей (Л).

68 Электроэрозионные станки предназначены для автоматического изготовления деталей сложной формы из электропроводных материалов, как с вертикальной (цилиндрической), так и с наклонной (конической) образующей, в том числе профилей с переменным углом наклона и различными контурами в верхней и нижних плоскостях обрабатываемого изделия — деталей вырубных штампов, пресс-форм, матриц-пуансонов, фасонных резцов, шаблонов и др.

Модельный ряд включает проволочно-вырезные станки 2-х и 5-ти координатной контурной обработки. Все электроискровые станки оснащены системой числового программного управления (ЧПУ) с компьютерным управлением и генератором технологического тока, позволяющим производить обработку в обыкновенной водопроводной воде.

Все модели электроэрозионных станков погружного типа, что позволяет в отличие от струйных станков эффективно обрабатывать контуры в деталях полых труб, выполнять контурную резку многослойных плит с пустотами между слоями (очень важно при пакетной обработке штампов) и т.п.

На всех моделях электроискровых станков может применяться практически любая недорогая проволока (латунная, молибденовая, медная) без изоляционного покрытия диаметром от 0,05 до 0,3 мм.

Система ЧПУ выполнена на базе современной ЭВМ с 32-разрядным математическим обеспечением. Математическое обеспечение и аппаратная часть систем ЧПУ разрабатывается специально для электроискровых проволочно-вырезных станков, имеющих ряд принципиальных отличий и нюансов по сравнению с другими видами металлообрабатывающего оборудования. Интерфейс оператора состоит из цветного графического 17" LCD монитора, клавиатуры и органов управления лицевых панелей.

Поставляемые электроэрозионные станки оснащены системой подготовки управляющих программ, которая обеспечивает получение управляющих программ непосредственно c чертежа, разработанного в Autodesk AutoCAD.

В отличие от станков других производителей не требуются дополнительные расходные материалы, что значительно снижает стоимость обработки.

69 Числовое программное управление (ЧПУ) означает компьютеризованную систему управления, считывающую инструкции специализированного языка программирования (например, G-код) и управляющую приводами металло-, дерево- и пластмасообрабатывающих станков и станочной оснасткой.

Станки, оборудованные числовым программным управлением, называются станками с ЧПУ. Помимо металлорежущих (например, фрезерные или токарные), существует оборудование для резки листовых заготовок, для обработки давлением.

Интерпретатор системы ЧПУ производит перевод программ из входного языка в команды управления главным приводом, приводами подач, контроллерами управления узлов станка (включить/выключить охлаждение, например). Для определения необходимой траектории движения рабочего органа в целом (инструмента/заготовки) в соответствии с управляющей программой (УП) используетсяинтерполятор, рассчитывающий положение промежуточных точек траектории по заданным в программе конечным.

Аббревиатура ЧПУ соответствует двум англоязычным — NC и CNC, — отражающим эволюцию развития систем управления оборудованием.

Системы типа NC (англ. en:Numerical control) предусматривали использование жестко заданных схем управления обработкой — например, задание программы с помощью штекеров или переключателей, хранение программ на внешних носителях (магнитные ленты, перфорированные бумажные ленты). Каких-либо устройств оперативного хранения данных, управляющих микропроцессоров не предусматривалось. Системы ЧПУ, описываемые как «CNC» (англ. Computer numerical control), основаны на системе управления, в состав которой входит управляющий компьютер и/или один или несколько микроконтроллеров.

Программа для оборудования с ЧПУ может быть загружена с внешних носителей, например, дискетили флеш-накопителей. Помимо этого, современное оборудование подключается к централизованым системам управления посредством заводских (цеховых) сетей связи.

Наиболее распространенный язык программирования ЧПУ для металлорежущего оборудования описан документом ISO 6983 Международного комитета по стандартам и называется «G-код». В отдельных случаях — например, системы управления гравировальными станками — язык управления принципиально отличается от стандарта. Для простых задач, например, раскроя плоских заготовок, система ЧПУ в качестве входной информации может использовать текстовый файл в формате обмена данными — например DXF или HP-GL.

Несколько станков с ЧПУ могут объединится в гибкую автоматизированную производственную систему (ГПС).