3.3Преобразование информации в станках с различных типом управления

Станок с ЧПУ является станком-автоматом и отличается только способом преобразования информации.

Процесс преобразования информации в станке автомате заключается в преобразовании дискретных сигналов, заданных в конструкторской и технологической документации, в непрерывные (аналоговые) сигналы системы управления. Недостатки:

1. Из-за однозначного превращения дискретной информации в аналоговую возможны ошибки при износе и изготовлении.

2. Необходимо изготавливать кулачки, копиры, сложная настройка.

8. П роцесс превращения информации в станке-автомате и станке с чпу

В станке с ЧПУ информация из дискретной формы перерабатывается в дискретную, что обеспечивает следующие преимущества:

1. Возможность обработки сложных поверхностей за счет управления несколькими координатами

2. Абстрактный и однозначный характер информации, что позволяет автоматизировать процесс программирования с применением ЭВМ и автоматизировать всю цепь: проектирование  программирование  производство.

Современный станок с ЧПУ представляет собой самоуправляющуюся машину, органически связанную с ЭВМ, работающую в реальном масштабе времени и преобразующую дискретные сигналы информации в реальные сигналы управления.

В общем случае структура станка с ЧПУ выглядит следующим образом:

--управляющая программа на программоносителе;

--устройство программного управления, в котором происходит считывание программы и её математическая обработка;

--устройство формирования команд исполнительным органам для отработки в реальном масштабе времени;

--исполнительные механизмы станка, которые реализуют движения с заданными в программе параметрами;

--устройства обратной связи, выдающие информацию о реальных параметрах выполняемого действия.

Станок с ЧПУ можно представить как систему, состоящую из нескольких подсистем. Подсистема манипулирования (3) обеспечивает установку, зажим, разжим, снятие, поворот детали и инструментов. Подсистема управления (1) на основании внешней информации (чертежа, технологии, управляющей программы) и дополнительной внутренней информации от контрольных и измерительных устройств обеспечивает правильное функционирование всех подсистем и узлов станка. Текущая информация поступает от соответствующих датчиков подсистемы контроля.

9. С труктурная схема станка:

I₀, I₁, — входная и выходная информации; М₀, M₁ — заготовка и изделие; Э - энергия; 1, 2, 3, 4 — подсистемы соответственно управлении, контроля, манипулирования, обработки

4Критерии целесообразности использования станков с чпу

Станки с ЧПУ являются прогрессивным оборудованием, но это не означает, что перевод любой детали на станок с ЧПУ экономически эффективен. При обработке одних деталей эффект может быть значительным, для других - убыточным. Успех внедрения станков с ЧПУ во многом определяется правильным подбором деталей. Показатели эффективности использования станков с ЧПУ могут быть различными: повышение производительности, снижение себестоимости, повышение качества и т.д. При этом необходимо учитывать, чтобы технологические возможности станка использовались максимально. Например, нецелесообразно использовать токарный станок с контурной системой ЧПУ для обработки простого ступенчатого валика, или на станке с инструментальным магазином на 30 инструментов обрабатывать детали несколькими инструментами, даже если при этом достигается выигрыш в производительности.

Критерием перевода детали на станок с ЧПУ считается повышение производительности на 50% при окупаемости затрат на партии запуска. Повышение производительности при обработке на станке с ЧПУ достигается за счет:

• снятия операции разметки

• многостаночного обслуживания

• уменьшения времени холостых ходов инструмента

• оптимизации режимов резания (интенсификации)

• повышения чистоты т точности криволинейных поверхностей, что не требует их дополнительной обработки

• сокращение времени на контроль

Эффективность обработки на станках с ЧПУ тем выше, чем выше конструктивная сложность детали и концентрация операций.

1. Концентрация операций. При обработке детали на универсальном оборудовании может быть 20-30 операций, что требует большого количества оборудования, оснастки, рабочих. При переводе на станок с ЧПУ количество операций резко сокращается. Степень концентрации операций определяется коэффициентом

К=А_б/А_чпу

С увеличением К уменьшается трудоемкость обработки детали, следовательно, растет производительность. Трудоемкость обработки на станке с ЧПУ определяется по формуле:

Подготовительно-заключительное время сокращается пропорционально сокращению количества операций.

Для определения размера партии, при которой экономически выгодно переводить детали на станок с ЧПУ, определяют коэффициент

где n - количество деталей в партии.

Значение а задается таблицами в зависимости от вида производства, себестоимости. Опыт показывает, что при n =10…15 станок с ЧПУ уже выгоден. Чем выше трудоемкость обработки, тем меньшая партия становится экономически выгодной для перевода обработки детали на станок с ЧПУ. Для МОС величина партии равна 3…4 детали.

2. Сложность детали. Чем сложнее деталь, тем более высокая квалификация станочника должна быть при обработке ее на универсальном станке. Для обработки необходимо изготовление сложных копиров, шаблонов и т.д.

Обозначим: С — сложность детали; Т— трудоемкость ее обработки. Очевидно, для одной и той же группы оборудования эти величины пропорциональны: Т=С/В. Коэффициент пропорциональности В характеризует оборудование, на котором производится обработка, его степень новизны и прогрессивности. Это показатель потенциальных возможностей оборудования, его потенциальная производительность. Здесь производительность рассматривается как характеристика технологических возможностей оборудования/Чем выше В, тем ниже трудоемкость обработки. При определенных условиях допускается принять С=t_шт, тогда коэффициент производительности при обработке п деталей составит:

где t_шт — штучное время обработки;

t_пз — подготовительно-заключительное время.

Чем выше С, тем больше  и тем выше эффективность использования станков с ЧПУ и ГПС.

3. Наличие разметки. Чем выше объем разметочных и пригоночных работ, тем эффективнее использование станков с ЧПУ, т.к. при этом разметка полностью исключается.

4. Сложность оснастки. Чем сложнее технологическая оснастка, необходимая для обработки детали на универсальном станке, и чем больше ее количество, тем выгоднее станок с ЧПУ, т.к. при этом происходит концентрация операций и уменьшение количества оснастки.

5. Контрольные операции. Чем сложнее контроль готовой детали и больше штат контролеров, тем выгоднее станок с ЧПУ.

Основной особенностью обработки деталей на станках с ЧПУ является то, что управляющая программа, т.е. информация о величине, скорости и направлении перемещения РО, задается в виде символов, нанесенных на программоноситель. Процесс подготовки программы отделен от процесса обработки во времени и в пространстве. Для обработки новой детали достаточно ввести в УЧПУ новую управляющую программу.