книги из ГПНТБ / Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки учебник

пает в нижнюю полость цилиндра 13, верхняя полость соединяется со сливом и бруски сжимаются. При достижении поршня цилиндра 13 верхнего положения конус 28 нажимает на конечный

(независимо от положения золотника 22) до тех пор, пока кулачок «Стоп» диска 31 не нажмет на

колес и др.). Процесс доводки осуществляется притирами, ко­

суспензий. Форма, расположение и движения копиров зависят от назначения и конструкции станка. Например, на вертикально­ доводочных станках притирами являются два диска, один из кото­ рых вращается, а другой неподвижный или оба диска вращаются. Так, в станке ЗА814 нижний диск вращающийся, а верхний (при­ жимной) неподвижный. В станках 3816, ЗБ816 оба диска вращаю­

щихся.

На рис. XXI 1.14 приведена кинематическая схема доводочного станка 3816. Доводочные диски 1 и 2 вращаются от одного электро­ двигателя М, но получают разные частоты вращения. Верхний диск делает 52 об/мин, а нижний 57 об/мин. Верхний диск имеет

563

шарнирное соединение со шпинделем. Между дисками расположен сепаратор 3, в гнездах которого размещаются детали, подлежащие доводке. Сепаратор приводится во вращение кривошипным валом и делает 11,5 об/мин. Радиус вращения кривошипного пальца можно менять, и тем самым менять величину радиального переме­ щения сепаратора. При обработке цилиндрических поверхностей вращение сепаратора отключают, во избежание завалов концов обрабатываемых поверхностей. Подвод и отвод верхнего диска, а также прижатие его к обрабатываемым деталям осуществляются гидроцилиндрами.

§ 7, Станки для заточки режущего инструмента

Эти станки выпускаются универсальные и специальные. Универсальные заточные станки предназначены для заточки основ­ ных видов режущих инструментов из быстрорежущей и инструмен-

Рпс. X X II.15. Универсальный заточный станок ЗБ642

тальной сталей, а также инструментов, оснащенных твердым спла­ вом. Основными станками гаммы универсальных заточных стан­ ков являются ЗБ642 (ручной) и ЗВ642 (гидрофицированный). Станки ЗВ541 и ЗБ641 предназначены для заточки мелкого инстру­

564

Глава X X I I I

Программное управление станками

§ 1. Общие сведения о программном управлении

Одним из направлений решения задач автоматизации процессов металлообработки является программное управление (сокращенно ПУ) металлорежущими станками.

Для осуществления автоматической обработки деталей на ме­ таллорежущем станке должен быть выполнен заранее установлен­ ный комплекс перемещений рабочих органов станка, осуществля­ емых по определенному закону (программе). На станках, работаю­ щих по автоматическому или полуавтоматическому циклам, как, например, в кулачковых автоматах, в копировальных станках программа движений рабочих органов задается профилем кулачков или копиров. В этих станках программоносители (кулачки, копиры, шаблоны и др.) воплощены в конструкцию станка, кинематически связаны определенным образом с исполнительными органами. Такое управление недостаточно гибко, так как для изменения вели­ чин перемещений исполнительных органов станка требуется замена кулачков, копиров, упоров и др. Поэтому такого рода станки не относят к станкам с программным управлением.

Программное управление (ПУ) станками основано на исполь­ зовании чисел для задания программы перемещений исполнитель­ ных органов станков в процессе обработки. Такое программное управление называют числовым программным управлением. В ка­ честве носителей программы в этих станках являются перфокарты, перфоленты, магнитные ленты, магнитные барабаны, штеккерные или кнопочные панели.

Станки с ПУ быстро переналаживаются без смены или переста­ новки механических элементов. Достаточно изменить вводимую в станок информацию и геометрические параметры изготовляемой детали изменятся. Поэтому достигается высокая универсальность станков с ПУ.

Применение станков с программным управлением позволяет создавать новые прогрессивные формы организации производства с использованием вычислительной техники и значительно сокра­

566

тить сроки освоения выпуска новых изделий. При применении стан­ ков с ПУ сокращается потребность в станках, так как один станок с ПУ заменяет несколько универсальных станков. Появляется возможность централизованной подготовки программ с примене­ нием современных средств вычислительной техники. Большим преимуществом систем программного управления является воз­ можность создания самонастраивающихся (адаптивных) систем управления, которые могут самостоятельно выбирать оптимальные режимы работы. Обеспечивается возможность дистанционного управления станками и одновременного управления несколькими станками, а также высокая степень точности и идентичности обра­ батываемых деталей, транспортабельность программы и удобство ее хранения.

Программное управление приобретает особое значение при обра­ ботке крупногабаритных деталей, деталей с криволинейными по­ верхностями, требующих сложной и длительной обработки. Станки с программным управлением выгодно применять для обработки различных моделей, матриц, штампов, для деталей, которые не изготовлялись прежде и для которых не существует специальной оснастки, для обработки небольшого количества деталей, когда невыгодно изготовлять дорогостоящую специальную оснастку, и для периодического изготовления небольших партий деталей, когда стоимость частой переналадки обычных станков, изготовления и хранения оснастки к ним весьма велика. Станки с ПУ целесооб­ разно применять в тех случаях, когда требуется быстрый переход на другое изделие (независимо от вида производства), в производ­ стве, где требуются специфические условия труда.

§ 2. Классификация систем программного управления

Программное управление станками разделяют на размерное (путевое) и цикловое. При размерном управлении в программу вклю­ чается информация о режимах обработки и о пути перемещения рабочих органов. При цикловом управлении программа содержит только информацию о режимах обработки, а пути перемещения рабочих органов задаются настройкой упоров, воздействующих на путевые переключатели. Поэтому цикловые системы програм­ много управления отличаются от размерных (путевых) сравнительно простой структурой, конструкцией и схемами их узлов и элемен­ тов; однако технологические возможности их более узки.

По характеру движений рабочих органов станков системы про­ граммного управления подразделяют на контурные и координат­ ные. Системы контурного управления осуществляют непрерывное регулирование движений рабочих органов станков в соответствии с заданными законами изменения пути и скорости перемещения. Обычно эти системы применяются на станках, производящих обра­ ботку криволинейных поверхностей. Этот вид управления иногда называют управлением движением или непрерывным управлением.

567

Системы координатного управления обеспечивают точную установку исполнительного механизма в заданное положение (с заданными координатами). Это управление применяется в рас­ точных и сверлильных станках. Этот вид управления часто назы­ вают позиционным управлением или управлением положением.

Разновидностью координатного управления является линей­ ное (прямоугольное) управление, при котором обработка произ­ водится только по траекториям, параллельным направляющим станка. Такое управление имеет место на токарных станках для обработки ступенчатых валов или на фрезерных станках для обра­ ботки деталей с прямоугольными контурами.

В зависимости от числа потоков информации системы управле­ ния бывают разомкнутые (без обратной связи), замкнутые (с обрат­ ной связью) и адаптивные (самонастраивающиеся).

Рпс. X X III.1. Структурная схема про­

Характерной особенностью разомкнутых систем является нали­ чие только одного потока информации, направленного от устрой­ ства, считывающего программу, к исполнительному механизму. При этом движения исполнительных механизмов в процессе обра­ ботки не контролируются и не сопоставляются с данными про­ граммы.

Отличительной чертой систем с обратной связью является нали­ чие двух потоков информации: одного — от устройства, считываю­ щего программу, и другого — от измерителя фактических переме­ щений исполнительного механизма. При этом осуществляется срав­ нение действительного размера обрабатываемой поверхности или действительного перемещения рабочего органа с заданной програм­ мой. По результатам сравнения вырабатываются корректирующие сигналы, которые дополнительно подаются в исполнительные меха­

Для осуществления автоматического поиска оптимальных пара­ метров процесса обработки с учетом режимов резания, жесткости системы СПИД, изменения припусков на обработку, твердости обрабатываемого материала и других факторов применяют адап­ тивные системы управления. В системе предусмотрено несколько датчиков, которые при изменении соответствующих параметров вырабатывают сигнал и подают его в систему управления, тем са­ мым вносится необходимая корректировка в программу.

568

§3. Программоносители; устройства для записи

иввода программ

Встанках числового программного управления вся информа­ ция, необходимая для обработки детали, задается в цифровом виде. Программа представляет набор отдельных чисел и цифр, следующих в определенном порядке. Такая числовая программа

Рис. X X III.2. Участок перфоленты с нанесенной программой

не может быть непосредственно воспринята и отработана устрой­ ством управления станка. Для этого она должна быть закодиро­ вана в определенной системе счисления и нанесена на программо­ носитель в виде записи, которая может быть считана и воспринята устройством, предназначенным для ввода программы в станок. Поэтому при создании системы числового программного управле­ ния необходимо выбрать программоноситель, метод кодирования числовой программы и способ записи ее на программоноситель.

Внастоящее время в станках

счисловым программным управ­

перфолентой используется также перфорированная кинолента шириной 35 мм. Достоинством перфоленты является ее небольшая стоимость и наличие недорогих стандартных перфораторов для

нанесения программы.

На рис. X X III.3 показан перфоратор для записи программы вручную. При нажатии на соответствующие кнопки 1 замыкаются контакты 2, включающие устройство для пробивки отверстий на перфоленте 3.

569

При использовании двоично-десятичного кода цифры на кла­ виатуре перфоратора изображаются в десятичной системе счисле­ ния, причем перевод цифр десятичной системы и пробивка их в дво­ ично-десятичной системе осуществляются перфораторами автома­ тически при нажатии соответствующей кнопки.

Для считывания программы, записанной на перфоленте, приме­ няются электромеханические, фотоэлектрические и пневматические

лента 1 протягивается между контактным барабаном 2 и контак­ тами 3. Контакты прижимаются к ленте слабой пружиной 4. При наличии отверстия контакты замыкаются и сигналы подаются к исполнительному механизму.

Р и с . X X I I I . 4 . С х е м ы с ч и т ы в а ю щ и х у с т р о й с т в

При фотоэлектрическом считывании (рис. X X III.4, б) с одной стороны перфоленты 1 располагается источник света 2, с другой — фотосопротивление 3. От лампы 2 свет проходит через линзу 4. Фотоэлектрическое считывание превосходит по скорости другие способы, но дороже их.

При пневматическом считывающем устройстве (рис. X X III. 4, в) сжатый воздух, поступающий по трубе 1 в камеру 2, проходит через отверстия перфоленты 3 и плиты 4 в трубки 5, каждая из которых подведена к датчику сигналов.

Перфокарты (рис. X X III.5) применяются в станках с програм­ мным управлением ограничено, несмотря на то, что для записи и считывания программ существует широкий комплект оборудо­ вания. Перфокарта в ряде случаев служит одним из элементов комплекта подготовки программы для автоматического программи­ рования. В СССР используются перфокарты на 45 и 80 колонок, запись на которых производится стандартными перфораторами.

Считывание перфокарт производится аналогично считыванию перфолент. К недостаткам перфокарт следует отнести: сравни­ тельно небольшой объем информации, размещающийся на одной карте; высокую стоимость и большие габариты оборудования для

570

эмульсии. Запись числовых кодов на магнитную ленту осуществля­ ется путем местного намагничивания отдельных ее участков.

Принципиально процесс магнитной записи и воспроизведения происходит по схеме, представленной на рис. X X III.6. Записы­ ваемый сигнал подается на вход усилителя записи и после усиления поступает в обмотку магнитной записы­

тушек в рабочем зазоре возникает переменное магнитное поле, которое, действуя на движущуюся магнитную ленту, оставляет на ней «следы» в виде элементарных магнитных штрихов. Если ленту с записью перемещать относительно зазора воспроизводя­ щей магнитной головки, то будет происходить процесс, обратный описанному выше.

571

Для записи программ в станках с ПУ в СССР преимущественное распространение получила перфорированная магнитная лента шириной 35 мм. Кроме магнитной ленты, в системах программного управления находят применение магнитные барабаны. Они исполь­ зуются при ограниченном объеме информации.

При ручном вводе программы в станках с программным управ­ лением в основном применяют штеккерные панели (рис. X X III.7, а),

панели переключателей (рис. XXIII.7, б), кнопочные панели и кулачковые барабаны. Эти программоносители чаще всего приме­ няют для станков циклового программного управления.

На рис. X X III.7, а показана штеккерная панель для задания программы фрезерного станка 6Л12П, набранная из телефонных рамок. Имеются также штеккерные панели, разработанные спе­ циально для задания программ в металлорежущих станках. Для

ускорения набора программы на штеккерных панелях в качестве программоносителя может быть использована накладная перфо­ карта. Перфокарту накладывают на панель и через отверстия, пробитые в перфокарте в соответствии с программой, вводят штеккеры в гнезда. Перфокарты для панелей можно изготовлять любым способом печати или копирования (фотокопия, светокопия и др.).

Задание программы на кнопочных панелях аналогично штеккерным панелям. На таких панелях используют кнопочные эле­ менты с фиксацией. Панели переключателей имеют двухпозицион­ ные или многопозиционные переключатели. В результате простоты задания программы, быстрой переналадке, сохранности программы для повторных использований, наглядности штеккерных панелей, они получили более широкое распространение по сравнению с кно­ почными панелями, панелями переключателей и кулачковыми барабанами.

Задание программы на кулачковых барабанах производится установкой кулачков в гнездах барабана. Количество гнезд вдоль образующей барабана определяет максимально возможное число программируемых параметров. Количество гнезд по окружности барабана определяет число возможных этапов программы. Кулач­

572