Станки с ЧПУ

Ю.И. Сулимов

Станки с ЧПУ

Учебное пособие

2007

Федеральное агентство по образованию

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра промышленной электроники

Ю.И. Сулимов

Станки с ЧПУ

Учебное пособие

2007

Рецензент: главный технолог ОАО «Сибэлектромотор» Б.Г. Грибанов

Сулимов Ю.И.

Станки с ЧПУ: Учебное пособие. — Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. — 130 с.

Сулимов Ю.И., 2007ТУСУР, 2007

5

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

СЧПУ — система числового программного управления УЧПУ — устройство с числовым программным управлением

PCNC — Personal Computer Numerical Control (ЧПУ постро-

енные на базе персонального компьютера) РТК — расчетно-технологическая карта

СЩЖ — система включения охлаждающей жидкости ПУ — программное управление ЦПУ — цикловое программное управление УВ — устройство ввода СР — счетчик-регистр

ИДОС — импульсный датчик обратной связи БУП — блок управления приводом СС — схема сравнения ЗР — запоминающий регистр ШД — шаговый двигатель

ГУМ — гидроусилитель момента МЛ — магнитная лента МЛ — магнитная лента РС — реверсивный счетчик

ФИР — фазовый измеритель рассогласования ЭФП — электронно-фазовый преобразователь БОСИ — блок обработки информации КВП — кассета внешней памяти МС — многоцелевые станки

КНМЛ — блок накопителя на магнитной ленте ППЗУ — перепрограммируемое запоминающее устройство ДОС — датчик обратной связи БЗД — блоки питания датчиков

БСУ — блоки согласующих усилителей

6

ПРЕДИСЛОВИЕ

Опыт преподавания дисциплин «Станки с ЧПУ» на кафедре промышленной электроники показал, что в фондах библиотеки полностью отсутствует современная литература по данной тематике. До 2005 года в масштабах России подобных публикаций тоже не было. Однако специфика работы на станках с ЧПУ помимо знаний в области технологии обработки металлов, требуются знания о типах станков с ЧПУ, об органах управления обрабатывающих станков и другой информации, связанной с системами программного управления.

Изучение дисциплины «Станки с ЧПУ» является промежуточным этапом перед изучением дисциплины «Устройство системы ЧПУ технологическим оборудованием».

В данном пособии приведен материал, включающий сведения о технологии обработки металлов, приведены типы станков с органами управления, системные принципы построения ЧПУ и классификация станков с ЧПУ. Рассмотрены системы управления и числовое программное управление станками, а в заключении приведены направления развития систем с ЧПУ и современные архитектурные решения в области числового программного управления.

7

ВВЕДЕНИЕ

Среди разновидностей систем логического управления особое место занимают системы с числовым программным управлением. Рассматривая системы с числовым программным управлением как искусственные системы нужно отметить, что основным компонентом таких систем являются станки с числовым программным управлением для обработки заготовок на предприятии. Такие системы строятся на базе гибких производственных модулей, нижний уровень которых составляют средства программного управления отдельными объектами (станок, пресс, робот, вспомогательные механизмы). Эти объекты снабжены своими микропроцессорными средствами для обработки информации и управления. Здесь же имеются устройства с датчиками состояния данного объекта и хода технологического процесса.

Одной из задач при реструктуризации предприятий является определение комплексной автоматизации, без которой невозможно создать конкурентоспособное предприятие. Неправильный выбор стратегии комплексной автоматизации может привести к финансовым потерям и в конечном итоге к банкротству и закрытию предприятия.

Комплексная автоматизация — этап автоматизации производства, на котором все технологические операции на производстве осуществляются автоматически. Одним из направлений комплексной автоматизации является оснащение металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станков устройствами с числовым программным управлением (УЧПУ). Внедрение станков с ЧПУ в производство позволяет повысить производительность и значительно сократить подготовительное время в производственном цикле изделия.

Для определения стратегии комплексной автоматизации в промышленном производстве необходимо знать существующий набор технических средств, участвующих в технологическом процессе, их возможности, технологию обработки деталей на станках, типы станков с ЧПУ и другого технологического оборудования.

8

За последние годы в нашей стране не было серьезных публикаций, посвященных проблеме числового программного управления. А изменения в области ЧПУ произошли, изменилась архитектура и состав программного обеспечения, изменились также функциональные возможности и аппаратная платформа УЧПУ. В архитектуре построения УЧПУ на первую позицию вышла концепция открытых систем ЧПУ, построенных на базе персонального компьютера (PCNC — Personal Computer Numerical Control) [1].

Настоящее пособие позволяет подготовить читателя к изучению дисциплины «Устройство систем ЧПУ технологическим оборудованием», при этом должны быть изучены разделы: типы станков с ЧПУ, системные принципы построения ЧПУ, основы технологии обработки металлов, системы управления.

9

1 ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

1.1Общие понятия об единой системе допусков

ипосадок

Документация на изготовление деталей включает в себя чертеж детали и технологическую карту на её обработку. Размеры на чертежах бывают линейные и угловые. Линейные размеры проставляют в миллиметрах, а единицу измерения не указывают. Угловые размеры проставляют в градусах, минутах и секундах. Размеры на чертежах проставляют без учета масштаба изображения. Предельное отклонение на чертеже указывают в числовом выражении или в виде условного знака поля допуска (рис. 1.1,а).

Рис. 1.1 — Обозначение предельных отклонений и размеров на чертежах

При нанесении размера диаметра детали перед числом ставится знак , а перед размером радиуса — буквы R или r (рис. 1.1,б).

Предельные отклонения размеров (линейных и угловых) указываются на чертежах. Предельные отклонения размеров валов (рис. 1.2,а), отверстий (рис. 1.2,б) и сопрягаемых элементов