книги из ГПНТБ / Бергер И.И. Токарное дело учебник

разной формы, устанавливаемых на каретке обыкновенного суппор­ та. Спереди па них имеются верхние поворотные салазки с 4-пози- циоыпым резцедержателем, а сзади, за линией центров станка, под углом 45° располагается гндросуппорт, в корпусе которого встроен цилиндр с поршнем. Шток поршня неподвижно скреплен с салазка­ ми. Поэтому во время работы перемещается только корпус гидро­ суппорта вместе с задним резцедержателем.

Рассмотрим принцип действия гидрокоппровального суппорта КСТ-1 по схеме, изображенной на рис. 292. Из бака 8 масло нагне­

кольцевую щель а. При этом в обеих полостях гидроцилипдра уста­ новится одинаковое давление. Однако, поскольку площадь перед­ ней крышки цилиндра больше площади задней крышки (на величи­ ну площади поперечного сечения штока), то сила давления масла, действующая на переднюю крышку, будет больше, и суппорт нач-

'мет перемещаться вперед. При определенной величине кольцевой . щели а давление в полости А уменьшится настолько, что сила дав­ ления масла в.обеих полостях цилиндра станет одинаковой и гидро­ суппорт остановится. Такое положение соответствует обточке ци­ линдрической поверхности.

При обтачивании фасонной или ступенчатой поверхностей де­ тали с механической продольной подачей суппорта щуп 5 скользит по контуру неподвижного копира и в зависимости от его формы пе­ ремещает золотник 6, который, изменяя величину щели а, регули­ рует скорость и направление следящего движения гидросуппорта. В результате на поверхности детали обтачиванием воспроизводится профиль копира.

Гндросуппортом такой конструкции можно обрабатывать по­ верхности со спадом профиля не более 20—30°.

Токарные станки, имеющие в механизме фартука электромаг­ нитные муфты, могут оснащаться электрокопировальными следя­ щими устройствами для обработки поверхностей сложного профи­ ля. Одним из них является контактная электрокопировальная го­

5, прижимая щуп к копиру, поворачивает рычаг 4 и переключает контакты. Вследствие этого включается муфта подачи суппорта вперед и т. д. Такой же процесс переключения совершается при ка­ сании с понижающимся участком копира. В случае возникновения больших усилий рычаг 13 опускается, размыкает аварийный кон­ такт 12, и подача суппорта прекращается.

Рычаг 4 имеет неравновеликие плечи, примерно с отношением

1 : 5, поэтому контактная головка способна реагировать на незна­ чительные перемещения щупа. Для регулирования в головке преду­ смотрены винты 6, 7, 8, 10 и 14.

■ Профиль обработанной поверхности, полученный электрокопирозанием, состоит пз большого числа малых ступеней, образован­ ных продольной и поперечной подачами резца. Тем не менее по­ грешности его не превышают 0,03 мм относительно профиля копира.

Системы цифрового программного управления. Принципиаль­ ное отличие этих систем управления от ранее рассмотренных состоит в том, что здесь па программоноситель (карту или лепту) за­ писываются не только цикловые технологические команды (вперед, назад, стоп и т. д.), но также числа, соответствующие пути переме­ щения узлов управляемого станка. Это позволяет все элементы автоматики, за исключением исполнительных механизмов и датчи­ ков обратной связи, объединить в самостоятельный блок управле­ ния, который обычно располагается рядом со станком. Такую систе­ му автоматического управления в отличие от других обычно при­ нято называть программной.

Главное достоинство цифрового программного управления за­ ключается в том, что станок, оснащенный им, нс нуждается в про­ должительной переналадке и в изготовлении сложных копиров и кулачков. Переналадка на изготовление новой детали включает в основном смену программированной ленты или карты и регулиров­ ку исходного положения режущих инструментов соответственно началу составленной программы. Кроме того, такая система управ­ ления позволяет обрабатывать не только простые цилиндрические поверхности на токарных станках, но и сложные фасонные поверх­ ности различной формы.

Быстрота переналадки и малые материальные затраты на ее выполнение позволяют использовать станки с цифровым програм­ мным управлением в мелкосерийном и даже в единичном производ­ ствах.

В качестве программоносителя-используют перфорированную ленту или карту, киноленту или магнитную ленту. Программа на перфоленте записывается просечкой отверстий, на киноленте — в виде прозрачных черточек, а на магнитной ленте — намагничи­ ванием отдельных точек. Ленты продольно разделены на дорожки, вдоль которых располагают отверстия или черточки программной записи.

Считывание программы, то есть превращение отверстий или черточек в командные электрические сигналы, осуществляется в электроконтактных, фотоэлектрических или электромагнитных го­ ловках.'

В электроконтактных головках перфорированная лента протя­ гивается между металлическим барабаном и контактными щупами шаговыми прерывистыми движениями. При этом щупы под дейст­ вием пружин западают в отверстия ленты и, касаясь поверхности барабана, создают электрический контакт (замыкание электроце­ пи). Вследствие этого в аппаратуру управления подаются соответ-

ствующне электрические команды. Промежуток между шаговыми движениями лепты определяется временем исполнения поданной команды, по истечении которого датчик обратной связи подает команду для перемещения ленты на следующий шаг.

Прочитываине программы в фотоэлектрических головках осу­ ществляется аналогично, за исключением того, что в этом случае световые импульсы превращаются фотоэлементом в электрические сигналы, которые затем усиливаются.

В электромагнитных головках лента продвигается с равномер­ ной скоростью и, проходя около сердечника электрической катуш­

ным кодом записи, при котором для того же числа 89 понадобится две дорожки: одна для единиц,

вторая для десятков. В первой дорожке пробивают 9, во второй 8, а всего 17 отверстий, которые располагаются на таком же коли­ честве строк (рис. 294, б). Более удобной является двоичная система счисления, которая позволяет любое число записать одноименным кодом (рис. 294, в).

Число в двоичной системе представляют в виде суммы чисел,

ца означает наличие сигнала данной величины, нуль — нет сигнала. Запись чисел двоичным кодом также выполняется па различ­ ных дорожках ленты, соответственно цене импульсов. Так, при наи­

Рис. 295. Принципиальная схема числового программного управления токар­ ным станком.

последовательность и величину перемещений режущих инструмен­ тов, фиксируемых на программоносителе определенным кодом записи.

При обработке сложных поверхностей (фасонных, конических) их профиль разбивают на элементарные участки, в пределах кото­ рых устанавливают величину одновременного продольного и попе­ речного перемещения резца.

Программа наносится на ленту или карту с помощью записы­ вающих устройств. Если запись ведется отверстиями, применяют перфораторы, подобные пишущей машинке. На магнитную ленту программа записывается с перфоленты посредством специальных кодопреобразователей. Имеются станки с программным управле­ нием, для которых программа предварительно не рассчитывается, а записывается на магнитную ленту в процессе обработки первой детали из партии при ручном управлении станком. Эта запись за-

тем используется для автоматической обработки всех последующих деталей. к

Для пояснения изложенного рассмотрим пример цифрового программного управления токарным станком по рис. 295.

На стайке автоматизированы перемещения суппорта и поворот 4-позиционного резцедержателя. Переключение скоростей шпинде­ ля и настройка коробки подач осуществляются вручную.

Для управления перемещениями суппорта в фартуке смонтиро­ ваны семь электромагнитов ЭВ — ЭП, переключающие три сцеп­ ные муфты, с помощью которых выполняются цикловые команды: вперед, назад, стоп, включение и переключение рабочих и ускорен­ ных перемещений. Поворот резцедержателя осуществляется элект­ родвигателем МР, который включается контактором ЭР. Девять кнопок KP — КЛ, расположенных спереди на фартуке, предусмот­ рены для ручного управления станком при наладке и пуске. Ими можно независимо включать каждый из элементов автоматики.

В качестве [датчиков обратной связи в схеме использованы кон­ троллерные барабаны СД и СП, соответственно установленные на специальной гайке ходового винта и винте поперечной подачи суп­ порта. Контактные поверхности их разделены изоляционными плас­ тинами. У барабана СП, контролирующего поперечный ход суп­ порта, слева 50 пластин, справа 5, что при шаге винта поперечной подачи 5 мм позволяет отсчитывать десятые и целые доли милли­ метров. Барабан СД ходового винта, имеющий шаг 10 мм, снабжен слева 10 пластинами, справа одной. Поэтому отсчет продольного хода суппорта может производиться через каждые 1 или 10 мм.

Программа, записанная на 14 дорожках перфорированной лен­ ты, прочитывается в электроконтактной считывающей головке, ме­ таллический барабан БЛ которой получает шаговые повороты от импульсного двигателя ЭЛ с храповым механизмом. Щупы головки включены последовательно в электрические цепи соответствующих исполнительных элементов автоматики и контроллерных барабанов обратной связи.

Для срабатывания какого-либо механизма автоматики необхо­ дим контактный электрический импульс, который возникает при за­ падании щупа считывающей головки БЛ в одно из отверстий пер­ фоленты. После этого лента должна продвинуться на следующий шаг для подачи очередного импульсного сигнала. Такие' шаговые перемещения осуществляются импульсным двигателем ЭЛ после каждого исполнения командного сигнала. С этой целью при сраба­ тывании любого из электромагнитов ЭВ — ЭП или двигателя МР включается один из контактных включателей: ПК1, ПК2, ПКЗ или ПК4, которые, замыкая электрическую цепь электромагнита ЭЛ импульсного двигателя, заставляют его выполнить шаговый пово­ рот барабана головки БЛ. Такой же шаговый поворот барабана БЛ происходит после исполнения путевого размерного сигнала, когда щупы контроллерного барабана и считывающей головки одновре­ менно замкнут электрическую цепь электромагнита ЭЛ.

В схеме предусмотрена световая сигнализация: желтая лампа ЖЛ сигнализирует необходимость изменения режима резания, красная КЛ — завершение обработки, зеленые лампы ЗП и З Д за­ жигаются в исходном положении салазок суппорта соответственно началу работы.

~Що/м6

Рис. 296. Часть схемы (см. вис. 295) программного управления продольным движением суппорта токар­ ного станка.

Все элементы автоматики, кроме двигателя МР поворота резце­ держателя, подключены к электроцепи понижающего трансформа­ тора ТР 380/36 в.

На рис. 296 упрощенно показана часть вышерассмотренной схе­ мы для управления продольными перемещениями суппорта. Меха­ низм фартука получает вращение от ходового валика, от которого оно передается с помощью зубчатой передачи на вал 1. На этом валу свободно установлены зубчатые колеса Zb Z3 и двусторонняя сцепная муфта М\. При переключениях муфты вращение от вала

Завод «Красный пролетарий» приступил к выпуску токарного станка модели 1К62ПУ (рис. 297) с числовым программным управ­ лением. В стайке автоматизированы пуск, останов, реверс шпинде­ ля и подача суппорта. Для этой цели на первом валу коробки скоростей установлена двусторонняя электромагнитная муфта, а перемещения суппорта в продольном и поперечном направлениях осуществляются ходовыми винтами, которые приводятся во враще­ ние шаговыми двигателями с гидроусилителями крутящих момен­ тов. Беззазорная передача движений суппорту обеспечивается ша-

Рис. 297. Токарный станок 1К62ПУ с числовым программным управ­ лением.

раковыми винтовыми парами, что позволило отказаться от элсментов обратной связи. Установка чисел оборотов шпинделя произво­ дится вручную с помощью двух рукояток, выведенных на лицевую стейку передней бабки.

Программа работы станка, записанная на 9 дорожках магнит­ ной ленты унитарным кодом, прочитывается и усиливается в пульте управления, откуда она поступает в определенной последовательно­ сти к шаговым двигателям, установленным соответственно в кор­ пусе коробки подач и сзади каретки суппорта. Пульт управления и гидроагрегат питания гидроусилителей расположены автономно слева от станка. На суппорте предусмотрены два резцедержате­ ля — передний и задний.

Основные показатели технической характеристики станка сле­

системы автоматического управления при наличии обратной связи позволяют следить за исполнением командных сигналов по велнчи-

От размерного датчика

Рис. 298. Схема исполнительного механизма автома тпческон лодиаладки токарного станка.

не пути, пройденному подвижными узлами станка. Фактическое состояние обрабатываемого изделия в этом случае остается вне сферы автоматического контроля. Его приходится периодически вы­ полнять обслуживающему персоналу путем внесения поправок в настройку станка. Для возложения этих функций на автоматиче­ скую систему ее дополнительно оснащают узлом активного кон­ троля. В задачу такого узла входит осуществление автоматическо­ го регулирования положения режущего инструмента по результа­ там измерения обрабатываемой детали, когда ее размер выходит за пределы поля допуска.

На рис. 298 показана схема исполнительного механизма узла активного контроля токарного станка.

Обработанная деталь поступает в измерительный узел. Если ее размер выходит за допустимые пределы, размерный датчик по-