Ушаков_ТПЭВМ (Л2-Ушаков - Технология производства ЭВМ (в ворде)), страница 8
Описание файла
Документ из архива "Л2-Ушаков - Технология производства ЭВМ (в ворде)", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "конструирование плат" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "конструирование плат" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Ушаков_ТПЭВМ"
Текст 8 страницы из документа "Ушаков_ТПЭВМ"
Станки с ЧПУ представляют собой автоматы или полуавтоматы, подвижные органы которых совершают необходимые движения по заранее установленной программе, записанной на быстросменном носителе (магнитных лентах, магнитных дисках и др.). Управляющей программой (ГОСТ 20523—80) называется совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка по выполнению конкретной операции.
Основное преимущество станков с ЧПУ — высокая производительность за счет сокращения вспомогательного времени, интенсификации режимов резания и возможности быстрой переналадки. Наиболее эффективно использование станков с ЧПУ при обработке деталей сложной конфигурации, контуры которых содержат криволинейные участки, конусные поверхности у тел вращения, плоские поверхности, не параллельные друг друга.
Во всех случаях надо выбирать для обработки на станках с ЧПУ такие детали, приведенные затраты на изготовление которых меньше или равны затратам, необходимым при обработке деталей этого типа на аналогичных станках с ручным управлением.
По технологическим признакам системы ЧПУ делят на позиционные, контурные и комбинированные (контурно-позиционные).
Позиционные системы обеспечивают перемещение рабочих органов станка в заданные точки. Особенности таких систем— высокая скорость (5...10 м/мин и более) холостых (установочных) перемещений и большая точность позиционирования. Системы имеют устройства, позволяющие автоматически снижать скорость движения рабочих органов при подходе к заданной координате. Такими системами оснащаются обычно сверлильные станки для получения группы точно расположенных отверстий.
Контурные системы обеспечивают перемещение рабочих органов по заданной траектории для получения требуемого контура обрабатываемой детали. Перемещение рабочих органов происходит по двум (и более) управляемым координатам. Контурными системами оснащаются главным образом токарные и фрезерные станки.
Комбинированные системы являются более универсальными и используются в станках для обработки сложных корпусных деталей.
По наличию обратной связи системы ЧПУ делят на замкнутые и разомкнутые.
Замкнутые системы имеют обратную связь по положению рабочих органов станка и обеспечивают высокую точность обработки.
Разомкнутые системы строятся на основе шаговых двигателей. Они более просты, но на точность перемещения рабочих органов влияют погрешности двигателя, гидроусилителя и передаточных механизмов.
Приводы подач станка преобразуют электрические импульсы в перемещения рабочих органов. Число импульсов определяет перемещение рабочего органа, а частота следования — скорость их перемещения (подачу).
При обработке прямолинейного участка устройство ЧПУ формирует последовательность импульсов по одной координате для соответствующего привода.
Перемещение рабочего органа (стола или суппорта) определяют по формуле
где q — цена одного импульса (разрешающая способность системы) ; N — число импульсов. (Число N записывается на перфоленте и при помощи интерполятора преобразуется в код, подаваемый на вход двигателя.) Подача рабочего органа
где t — время обработки данного участка.
При обработке сложных поверхностей импульсы формируются по двум координатам. Перемещение механизма, соответствующее одному импульсу управляющей программы, определяется из требований точности и производительности.
Большинство станков с ЧПУ обеспечивают точность перемещения ± (0,01...0,03) мм при скорости 15..25 мм/с.
В качестве приводных двигателей применяют шаговые электродвигатели с гидроусилителями и следящие приводы подач. Принцип их действия основан на преобразовании управляющих сигналов в угол поворота вала.
Числовое программное управление позволило создать многоцелевые станки с автоматической сменой инструмента, которые называют обрабатывающим центром (ОЦ). Эти станки стали основой гибкого автоматизированного производства. Они снабжаются набором инструментов, которые по команде, поступающей от ЭВМ, автоматически вставляются в шпиндель станка и подводятся к обрабатываемой детали. За один установ детали могут выполняться различные операции (сверление, фрезерование, растачивание и др.), требующие различного инструмента.
В качестве накопителей инструментов используются револьверные головки или инструментальные магазины.
Обрабатывающие центры нормальной точности обеспечивают позиционирование инструмента в пределах ±0,01 мм, прецизионные ОЦ — в пределах ±0,005 мм. Применение ОЦ повышает производительность в 3...8 раз по сравнению с обработкой на универсальных станках.
Для программирования обработки на станках с ЧПУ принят семиэлементный алфавитно-цифровой набор. В качестве программоносителей используется восьмидорожечная перфолента шириной 25,4 мм. Значения символов адресов, управляющих символов и специальных знаков приведены в ГОСТ 20999—83.
Управляющая программа состоит из отдельных кадров. Каждый кадр при выполнении операции сверления (в позиционной
системе) содержит информацию по обработке одного отверстия или упорядоченной группы отверстий. В такую группу входят отверстия одного диаметра, расположенные на равном расстоянии друг от друга. В кадре записывают только ту информацию (геометрическую, технологическую и вспомогательную), которая изменяется по отношению к предыдущему кадру.
Управляющая программа начинается символом % (начало программы); за ним стоит символ «*» (конец кадра).
Кадры управляющей программы содержат слова «Номер кадра», информационные слова и символ «Конец кадра». Номер кадра состоит из символа N и трех цифр.
Информационные слова в кадре записываются в такой последовательности: «Подготовительная функция», «Размерные перемещения», «Функция подачи», «Скорость главного движения», «Функция инструмента», «Вспомогательная функция».
Подготовительная функция определяет режим работы системы с ЧПУ. Она задается символом G и двузначным числом. Функция действует до тех пор, пока не будет отменена или заменена другой функцией из той же группы. В кадре не может быть записано более одной подготовительной функции из каждой группы.
Вертикальные рабочие движения при сверлении отверстий повторяются. Для упрощения программирования и сокращения объема информации в систему ЧПУ заранее закладываются фиксированные программы выполнения таких циклов.
Цикл обработки одного отверстия (рис. 4.1, а) состоит из следующих ходов сверла: 1) ускоренного перемещения (УП) из исходной точки (ИТ) в точку А; 2) перемещения инструмента с заданными рабочими значениями подачи (РП) и частоты вращения шпинделя до точки В; 3) быстрого возврата инструмента в исходную позицию. Для обработки одного отверстия в качестве подготовительной используется функция G90.
При обработке упорядоченной группы отверстий (рис. 4.1, б) сверло не сразу возвращается в исходную точку, а из точки А над поверхностью детали переходит к следующему отверстию в группе. Отвод инструмента в исходную точку происходит после обработки всех отверстий, входящих в эту группу. Для образования группы отверстий необходимо, чтобы число таких отверстий было не менее трех. При этом одно из крайних отверстий, которое расположено ближе всех к отверстию, обработанному на предыдущем шаге, в группу не включается, а обрабатывается как одиночное.
Размерные перемещения X и Y записывают целыми числами без знака и с учетом дискретности задания размеров для конкретной системы ЧПУ. Размерные перемещения задаются в микронах. Характер перемещения задается в кадре соответствующей подготовительной функцией: G90 — перемещения в абсолютных размерах; G91 — перемещения в приращениях со знаком. При этом знак «+» может не указываться.
Если одна из координат не меняет своего значения (движение идет вдоль одной из осей), то ее не заносят в кадры управляющей программы до тех пор, пока ее значение не изменится.
На сверлильных станках подача и частота вращения шпинделя задаются оператором на пульте управления и в управляющую программу не заносятся.
Функция инструмента задается адресом Т с двумя цифрами. Например, Т01—включен один шпиндель; ТОО —все шпиндели выключены.
Вспомогательные функции задаются словами с адресом М и двузначным кодовым числом. Вспомогательными являются функция М90 —возврат сверла в исходное положение, функция М02-останов программы и др. В качестве вспомогательных функций записывается команда Н — число повторений цикла сверления.
Пример составления управляющей программы для сверления отверстий в плате на станке с позиционной (двухкоординатной) системой ЧПУ и подвижным рабочим столом (рис. 4.2). Координаты центров отверстий заданы сеткой с шагом 2,5 мм. За начало координат принимаем точку О, образованную пересечением сторон платы. Траектория движения детали начинается в точке О и идет к первому отверстию. Затем она последовательно обходит все точки, где расположены остальные отверстия. Процесс сверления заканчивается перемещением детали в исходное положение.
Здесь %—символ начала программы; * — символ конца кадра; G90 — подготовительная функция, задание размера в абсолютных значениях; X — перемещение по оси х; Y — перемещение по оси у; G91—подготовительная функция, задание размера в приращениях; Н2 — число повторений цикла сверления; ТОО — функция инструмента, все шпиндели выключены; М90 — вспомогательная функция, возврат сверла в исходное положение; М02 — вспомогательная функция, конец программы.
Для представления информации на перфоленте должен использоваться семибитовый код. Разряды кодовой комбинации присваиваются дорожкам 1 ... 7. Для обнаружения ошибок в информации к каждой кодовой комбинации должен добавляться восьмой поверочный бит, чтобы число двоичных единиц в одной строке было четным (паритет по четности). Поверочный элемент располагается на восьмой дорожке.
4.4. Промышленные роботы
Промышленный робот (ПР) — это автоматическая машина, стационарная или передвижная, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и перепрограммируемого устройства . программного управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.
Отличительным признаком ПР от других видов роботов является его применение в производственном процессе. Перепрограммируемостью промышленного робота называется его свойство заменять управляющую программу автоматически или при помощи человека. Смена управляющей программы осуществляется nepeключением заранее занесенных в память программ, заменой программоносителя или введением в память устройства управления новой управляющей программы с какого-либо носителя.
Опыт эксплуатации ПР показал их высокую эффективность. Один ПР при двусменной работе заменяет от 2-х д 4-х рабочих, позволяет повысить коэффициент сменности работы oборудования и качество продукции. Роботы освобождают человека от физически тяжелого, вредного, монотонного неопасного труда. Для мелкосерийного и серийного производства они являются унивёрсальным средством автоматизации, позволяющим создавать эффективные быстропереналажнваемые автоматические линии.
По назначению ПР делят на универсальные, специализированные и специальные. Универсальные ПР выполняют технологические операции и вспомогательные переходы при функционировании с различным технологическим оборудованием; специализированные ПР используют для операций одного вида и определенной группы оборудования; специальные — для определенных операций и конкретных моделей оборудования.
По характеру выполняемых функций ПР разделяют на вспомогательные, технологические и универсальные.
Вспомогательные (подъемно-транспортные) ПР имеют позиционную систему управления. Они выполняют действия типа «взять — перенести — положить» обрабатываемую деталь или сборочную единицу на требуемую позицию, в нужный момент времени и в определенной, ориентации их на этой позиции; используются при обслуживании основного технологического оборудования.
Промышленные роботы с позиционной системой управления составляют примерно 90% от общего числа роботов.
Технологические ПР оснащают контурной системой управления. Они выполняют основные технологические операции (окраску, сварку и др.). Особенностью таких ПР является наличие на манипуляторе инструмента, необходимого для выполнения данной операции. Технологические ПР относятся к основному оборудованию.
Универсальные ПР выполняют как основные, так и вспомогательные операции, т. е. сочетают в себе признаки транспортных и технологических роботов.
Промышленные pобoты первого поколения. Эти роботы были разработаны в начале 60х-годов. К ним относят легко перенастраиваемые автоматы, управляемые жесткой, программой и имеющие ограниченные возможности по восприятию окружающей среды. Применение таких ПР возможно в условиях полной определенности и постоянства внешней обстановки, включая параметры технологического процесса, положения оборудования, приспособлений, детали и т. п. Программное устройство легко перенастраивается на выполнение другого комплекса операций. Использование жестких программ упрощает схему робота и его обслуживание. В настоящее время они производятся серийно. Область возможного и экономически целесообразного применения ПР первого поколения достаточно широка.
Промышленные роботы 2-ого поколения — адаптивные. Они имеют гибкую систему восприятая информаций и организацию обратных связей при выполнении действий. Такие роботы можно адаптировать -- приспосабливать к реально складывающейся обстановке. Применение адаптивных роботов исключает необходимость в сложных приспособлениях для ориентирования и позиционйрования деталей и сокращает время на переналаживание робота на новую программу.