Ушаков_ТПЭВМ (Л2-Ушаков - Технология производства ЭВМ (в ворде)), страница 8

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.

Для получения внешней информации они содержат сенсорные устройства в виде чувствительных датчиков. С помощью этих датчиков ПР фиксирует результаты движений, оценивает их пра-вильность и согласовывает свои перемещения с расположением внешних предметов и их движениями.

Основными видами сенсорных устройств являются визуальные (зрение), тактильные и кинестатические (осязание и ощущение давления), а также а акустические (слуховой прием команд). Тактильные и акустические устройства имеют подчиненное значение по отношению к визуальной. Значение последней видно из того, что человек получает 85% информационно визуальному каналу. Число рецепторов глаз на три порядка превышает сумму рецеп­торов осязания и на четыре порядка — рецепторов слуха. Такие показатели биологических систем являются определяющими при оценке значимости систем технических.

Промышленные роботы третьего поколения — интегральные или роботы искусственным интеллектом. Они имеют весьма вы­сокую степень очувствления и представляют собой механические устройства, управляемые построенной на базе ЭВМ автономно действующей решающей системой с развитыми подсистемами вос­приятия. Интегральные роботы в определенной степени «разумно» принимают решения о своих действиях и активно выполняют их, осуществляя необходимые преобразования среды и перемещения в ней.

Связь с внешней средой в таких ПР осуществляется через систему восприятия, которая не имеет принципиальных отличий от аналогичных систем роботов второго поколения. Дальнейшее преобразование информации, связанное с ее синтактической и синематической (смысловой) интерпретациями характерна только для интеллектного робота. Наиболее важный момент иителлектного управления -- синтез программы, моделирующей поведение ПР в изменяющихся условиях внешней среды.