5.2 Станки с цикловым и числовым программным управлением

В настоящее время до 75% машиностроительной продукции выпускается в условиях мелкосерийного и индивидуального производства.

Это различное технологическое оборудование, изделия авиастроения,

судостроения, космическая техника и т.д. Для мелкосерийного производства большое значение имеет скорость переналадки оборудования, возможности (технологические) такой переналадки. Первый станок, позволяющий изменять последовательность и характер действий при смене управляющей программы, был изготовлен в 1949 году.

Развитие базы вычислительной техники позволило создать (1958г) реально действующий станок 1К62ПУ. Это была модернизация универсального токарного станка, в котором ручные органы управления были заменены на силовые следящие приводы.

К настоящему времени конструктивная схема станка с ЧПУ, элементная база претерпели существенные изменения.

Рис.5.5

Система ЧПУ - это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических и программных средств, обеспечивающих управление станком (рис.5.5).

К техническим средствам относятся: приводы главного движения, приводы подач, приводы механизмов смены инструмента и заготовок, элементы электроавтоматики, датчики обратной связи,...

К программным средствам относятся: управляющие программы,

вычислительные устройства, устройства, формирующие управляющие

сигналы для исполнительных механизмов.

В каких случаях целесообразно применение станков с ЧПУ?

1.При изготовлении деталей малыми партиями, когда отсутствует

оснастка для обработки на других станках и изготавливать ее нецелесообразно.

2.При обработке сложных крупногабаритных деталей.

3.При обработке деталей, имеющих незначительные конструктивные отличия (можно у станка производить корректировку программы).

4.Во вредных производствах.

По особенностям управления системы ЧПУ делятся:

1. Устройства с постоянной структурой (NC).

Они создаются для конкретного станка и имеют систему команд, связанную только с конкретным типом оборудования (в настоящее время практически не применяются) (сист.2ТП, Н22,Н33).

2.Устройства с программной реализацией специфики работы оборудования (CNC).

Они едины по структуре, более универсальны, а специфика станка записывается в ППЗУ.

3.Устройства для управления группой станков от ЭВМ, находящихся

в иерархической связи (DNC).

4.Устройства, предполагающие программирование непосредственно у станка и управление его работой с терминала. (HNC)

По способу задания движения рабочих органов оборудование ЧПУ

бывает: ПОЗИЦИОННЫМ, КОНТУРНЫМ, КОМБИНИРОВАННЫМ и АДАПТИВНЫМ.

При позиционном (рис.5.6) программируется только конечное положение рабочих органов системы, а траектория их перемещения не программируется и обеспечивается конструкцией системы. Скорость же перемещения обычно максимально возможная, по конструктивным ограничениям, или задается постоянной.

Такое управление называют прямоугольным и, несмотря на его простоту, оно имеет достаточно широкое распространение.

Рис.5.6

Контурное управление (рис.5.7) позволяет программировать перемещение по нескольким координатам, при функциональной связи этих координат между собой. Увязка перемещения по различным координатам позволяет программировать перемещение инструмента по определенной траектории, требуемой технологической задачей.

Рис.5.7

Для управления станками в серийном производстве применяют цикловое управление, имеющее много общего с прямоугольным ЧПУ, но отличающееся тем, что величина перемещения рабочих органов задается настройкой путевых выключателей, упоров, барабанов и т.д.

Такие системы требуют большего времени на настройку при переходе на выпуск нового изделия и их применение оправдано в серийном производстве.

Различают замкнутые и незамкнутые системы ЧПУ (рис.5.8)

Рис.5.8

Незамкнутые системы применяются в простейших станках, имеют

большие погрешности перемещения рабочих органов (за счет люфтов,

накопления ошибок).