3 Цикловые системы управления.

Рис.7

1 – станина с направляющими;

2 – суппорт станка;

3 – поперечная каретка с закрепленным резцедержателем 4;

4 – резцедержатель;

5 – путевые переключатели (SQ1…SQ4);

6 – упоры.

Путевые переключатели и упоры ограничивают величины перемещения суппорта и поперечных салазок. Срабатывание одного из путевых переключателей дает разрешение на выполнение следующего движения. Меняя последовательность включения команд можно организовать различные схемы движения.

Рис.8

Возможности систем могут быть расширены за счет установки дополнительных путевых переключателей и тогда, на каком-то условном языке команда будет обозначать следующее: «переместиться в положительном направлении до путевого переключателя SQ2 с величиной подачи №12, включить СОЖ.» и т.д.

С помощью таких систем управления можно создать достаточно сложные циклы обработки. Поэтому они применяются для управления токарными, фрезерными, сверлильными и другими станками.

Они практически неизбежны в составе станков с ЧПУ для управления промышленными роботами, а также для управления системами смены инструмента.

Достоинства:

Простота, дешевизна, надежность.

Недостатки:

1. Точность срабатывания путевых переключателей не высока, кроме того, это усугубляется инерционностью выбега движущихся частей станка, что приводит к снижению точности позиционирования. Правда этот недостаток может быть устранен путем установки жестких упоров в точках позиционирования.

2. Невозможность управления одновременно по различным координатам с функциональной зависимостью между собой. Это значит, что невозможно обработать фассоные и конические поверхности. В этом случае необходимо применять системы с ЧПУ.

4 Числовое программное управление (чпу).

Появление цифровых вычислительных машин позволило задавать управляющую программу непосредственно в числовом виде. При этом на траектории в управляющей программе задаются координаты опорных точек, а промежуточные точки между опорными рассчитывает простое вычислительное устройство – интерполятор.

Под опорной понимается точка, в которой происходит какое-либо изменение в работе станка, например, смена направления движения, изменение закона движения, подача вспомогательных команд.

Допустим, требуется профрезеровать фассоную поверхность торцевой фрезой.При этом необходимо задать траекторию движения центра фрезы.

Рис.9

Между опорными точками находятся расчетные точки траектории.

Таких интерполяторов должно быть столько, сколько управляемых координат в станке.

В станке должен быть блок ручного управления, позволяющий настроить станок на исходное положение. Должен быть также блок вспомогательных команд, управляющий электроавтоматикой станка; блок индикации, отражающий ход работы станка.

Поскольку мы задаем траекторию движения инструмента, которая определяется контуром обрабатываемой детали и размерами инструмента, то поэтому не совпадение расчетной точки инструмента с теоретическим значением будет приводить к погрешности обработки.

Для этого в станке должно быть предусмотрено автоматическое устройство, позволяющее в автоматическом режиме корректировать траекторию движения инструмента в зависимости от его установки и размера.

Указанные задачи определили следующую структуру системы ЧПУ.

Рис.10

С программоносителя (П) программа в условном коде (ISO – 7bit) считывается с помощью считывающего устройства (СУ). Для различных станков этот механизм может быть различным. Это может быть фотосчитывающее устройство, кассетный накопитель на магнитной ленте (КНМЛ), дисковод с магнитной дискетой.

Информация с управляющей программы распределяется с помощью адресного устройства АУ по остальным блокам системы ЧПУ. Данные о величине перемещения, направлении и законе движения поступают на интерполятор (ИНТ), задача которого преобразовать цифровой код величины перемещения в пропорциональное ему напряжение.

Данные с интерполятора поступают на соответствующий привод. Задача каждого привода переместить управляемый орган станка в требуемое положение.

Данные о требуемой величине подачи подаются на регулятор подачи (РП), который задает темп расчета траектории интерполятору, а, следовательно, скорость движения.

На блок вспомогательных команд (БВК) с программоносителя поступают сигналы, которые обозначаются М, Т и S,

где М – управление напряжением вращения шпинделя, включение и выключение СОЖ, зажим направляющих и т.д.

Т – управление сменой инструмента;

S – управление скоростью вращения шпинделя.

Все команды, подаваемые на станок, должны получить подтверждение выполнения.

БРУ – блок ручного управления, предназначен для настройки станка.

При этом с него могут выдаваться команды в размерном выражении с пульта управления через интерполятор. Например, переместить стол станка на 200 мм. А также могут выдаваться безразмерные перемещения, которые поступают непосредственно на привод станка (движение происходит, пока держишь кнопку).

БИ – блок индикации служит для отражения хода работы и режимов работы станка.

БК – блок коррекции служит для создания величины погрешности, на которую нужно пересчитать траекторию движения инструмента. Блок коррекции может иметь дополнительные переключатели, позволяющие изменять частоту вращения шпинделя и величину подачи в процессе обработки.

БП – блок питания служит для подачи необходимых напряжений на все вычислительные блоки.

Подобная структура позволяет обработать на станке сложные фассоные и конические поверхности, когда движения по различным координатам функционально связаны. Если этого не требуется, то конструкцию интерполятора можно упростить.