- •Содержание
- •Предисловие
- •1 Принцип работы станка с чпу и подготовка информации для управляющих программ
- •1.1 Подготовка информации для управляющих программ
- •2.1 Кодирование информации уп
- •2.2 Запись уп на перфоленту
- •2.3 Элементы систем числового программного управления
- •3 Классификация чпу по технологическим признакам
- •3.1 Система позиционного числового программного управления
- •3.2 Система непрерывного числового программного управления
- •4 Структурно-информационный анализ учпу разных классов
- •4.1 Классификация систем с чпу (по архитектуре)
- •4.2 Системы классов cnc, dnc, hnc и vnc
- •5 Разомкнутые системы. Дискретный (шаговый) двигатель подачи
- •5.1 Дискретный (шаговый) двигатель подачи
- •6 Замкнутые системы чпу
- •7 Импульсные системы чпу.
- •7.1 Импульсные датчики обратной связи
- •8 Фазовые системы чпу
- •8.1 Фазовые датчики обратной связи
- •9 Блок схема nc, работа и назначение блоков
- •10 Интерполяция
- •11 Система координат станков с чпу
- •12 Программирование перемещении и коррекция инструмента
- •12.1 Формирование уп
- •12.2 Коррекции при программировании
- •12.3 Программирование в полярной системе координат
- •13 Эксплуатация и диагностирование систем чпу
- •14 Система координат инструмента
- •15 Связь систем координат
- •16 Наладка и настройка токарных станков с чпу
- •17 Наладка фрезерных станков с чпу
- •17.1 Методы установки рабочих органов станков в исходное положение
- •18 Системы управления пр
- •19 Утилитарная блок схема cnc
- •20 Организация и технические средства микропроцессорных учпу
- •20.1 Организация программного обеспечения
- •20.2 Информационный обмен между эвм и спу
- •20.3 Принципы построения и структуры
- •21 Программируемые контроллеры
- •22 Элементы памяти систем чпу
- •23 Автоматизация подготовки уп
- •24 Диалоговые методы программирования на учпу
- •25 Система циклового программного управления
- •26 Управление автоматическими линиями
- •27 Управление гпс
- •28 Диагностика в гпс
- •Список литературы
- •6. П.Н.Белянин, м.Ф.Идзон, а.С.Жогин. Гибкие производственные системы (Стр.168 –232)
- •10. В.А.Ратмиров Управление станками гибких производственных систем(стр.14-40, 156-164, 172-210)
- •12. Б.Марголит Наладка станков с программным управлением (стр.18-24; 125-130; 130-132; 139-150)
3 Классификация чпу по технологическим признакам
1) Ф1 – станок оснащен системой цифровой индикации.
Этой системой, как правило, оснащаются легкие и средние универсальные станки. На каждую координату станка ставят датчик, только в этом случае лучше называть его датчиком положения. При перемещении исполнительного механизма информация о величине его перемещения передается на дисплей, расположенный на станке в месте удобном для наблюдения. В этом случае рабочий отсчитывает перемещение не по лимбам, а по показанию дисплея, снижается напряжение рабочего, облегчается его труд. На тяжелых станках (горизонтально-расточные, продольно-фрезерные и т.п.), где исполнительные механизмы имеют значительный вес, обрабатывают тяжелые заготовки 100-1000 кг. На этих станках на каждой координате устанавливают сервопривода (управляемый двигатель) с датчиками обратной связи, имеется пульт, позволяющий программировать перемещение в пределах одного кадра. Остальные операции выполняются вручную. Эти системы называют системами с преднабором координат.
2) Ф2 – станок с ЧПУ с позиционным управлением.
Системы можно разделить на два подкласса:
а) Координатные;
б) Позиционно-непрерывные.
На станках, оснащенных координатной системой, возможно управление обработкой только по координате z. Это, как правило, сверлильные и координатно-расточные станки, позволяющие вести обработку только отверстий.
В непрерывно-позиционных системах на станках возможна обработка с управлением по любой только одной координате. В этих системах ЧПУ нет интерполятора.
3) Ф3 – контурные системы.
Станок оснащен контурной системой ЧПУ. На стендах, оснащенных контурной системой, возможна обработка сложнопрофильных поверхностей с одновременным управлением по двум и более координатам. Это позволяет наличие в этих системах электронного блока интерполятора.
4) Ф4 – комбинированные системы.
Обладают возможностями как контурных, так и позиционных систем. Этими системами оснащаются станки типа обрабатывающий центр.
3.1 Система позиционного числового программного управления
Позиционным управлением называют управление, позволяющее осуществлять перемещение исполнительных органов станка от одной точки к другой по заданным координатам, где будет происходить обработка. Это управление применяется в расточных и сверлильных станках. Разновидностью позиционного управления является линейное (прямоугольное) управление, при котором обработка происходит только по траекториям, параллельным направляющим станка. Такое управление имеет место на токарных станках для обработки ступенчатых валиков или на фрезерных станках для обработки заготовок с прямоугольными контурами.
Позиционные системы, применяемые в многооперационных станках расточно-сверлильно-фрезерной группы, позволяют производить как позиционирование, так и фрезерование параллельно направляющим. Эти системы имеют до пяти управляемых по программе перемещений с одновременным управлением двумя перемещениями, например стола и салазок (крестового стола). Поскольку траектория движения крестового стола при позиционировании может быть произвольной, то стол и салазки движутся одновременно, причем скорости перемещений не связаны функциональной зависимостью.
Так как при обработке деталей затраты времени на перемещение стола для установки в рабочее положение составляют существенную часть вспомогательного времени, желательно осуществлять установочные перемещения с возможно большей скоростью и минимальной затратой времени на остановку. Сохранение высокой скорости вплоть до прихода стола в конечное положение нецелесообразно, так как возникающие в результате этого при выключении подачи силы инерции могут привести к перебегу стола далеко за требуемое положение или к созданию нежелательных напряжений в цепи подачи. В связи с этим необходимо обеспечить замедление скорости перемещения стола перед его остановкой. У большинства систем рассматриваемого типа предусматривается ступенчатое снижение скорости перемещения стола: быстрое перемещение на большей части пути и медленное (для точной установки) на оставшемся участке, предшествующем достижению столов конечного положения. Большей частью переход от большой скорости к медленной производится не сразу, а постепенно — с двух-трех и даже четырехступенчатым снижением скорости перемещения. Скорость ускоренного хода ограничивается необходимостью обеспечить минимальный износ трущихся поверхностей соответствующих элементов станка, но непрерывно возрастает и в современных станках достигает 4000—10 000 мм/мин.
Скорость точного перемещения выбирается исходя из условия возможности мгновенного прекращения движения станка после прихода в требуемое положение, с обеспечением необходимой точности остановки. В выполненных конструкциях станков с позиционным программным управлением скорость этого перемещения составляет 0,2—3 мм/мин и определяется точностными и динамическими характеристиками станка и привода.
Получение различной скорости при ускоренном и установочном перемещениях достигается различными способами. Большей частью в этих целях система позиционного управления имеет регулируемый привод с большим диапазоном регулирования скорости (до 2000—5000) в сторону уменьшения от номинальной. Иногда применяются два двигателя: один — основной для осуществления быстрых перемещений и другой (большей частью постоянного тока и, реже, переменного тока или шаговый) для осуществления установочного перемещения.
В зависимости от требуемой точности позиционирования применяются различные методы остановки стола в рабочее положение. Если точность остановки стола не имеет значения, например, при фрезеровании с выходом фразы за плоскость детали, применяется торможение со скорости холостого перемещения до полного останова без промежуточных ступеней (рис. 3.1, а) с недобегом либо перебегом. С применением ступенчатого торможения точность позиционирования повышается и приближается к величине одно - двух дискрет отсчета отсчетно-измерительной системы (рис. 3.1, б).
Рис. 3.1 Схемы изменения скоростей (F) перемещения стола при позиционировании:
а — грубое позиционирование; б — точное ступенчатое позиционирование для подхода с разных сторон; в — точное ступенчатое позиционирование для подхода всегда с одной стороны
Для исключения влияния люфтов, натяга ходового винта и перекоса стола в направляющих на точность позиционирования стола и для получения более высокой точности позиционирования подвод стола к заданной координате производят всегда с одной стороны. При движении в противоположном направлении стол на ускоренном ходу или большой подаче проходит заданную координату, после чего подается команда на реверс привода и осуществляется окончательное позиционирование в требуемом направлении (рис. 3.1, в).
Для того чтобы достигнутое точной установкой положение стола не было нарушено действием сил резания, на многих станках предусмотрен зажим стола в рабочей позиции. Для снятия напряжений кинематической цепи, приводящих к смещению исполнительного органа после его остановки, применяются различные способы. К ним относятся реверс привода подачи на величину, соответствующую внутренним напряжениям и равную части люфта, освобождение опор силовых элементов привода или осциллирующая составляющая в подаче.