Мещерякова В.Б. 2015 Металлорежущие станки с ЧПУ, страница 7

Движение по оси Zв положительном направлений должно соответствовать направлениюотвода инструмента от заготовки (см. рис. 2.12).Ось X должна быть расположена предпочтительно горизонтальнои параллельно поверхности крепления заготовки.

На станках с вращающейся заготовкой, например токарных, движение по оси X направлено по радиусу заготовки и параллельно поперечным направляющим. Положительное движение по оси X происходит, когда инструмент, установленный на главном резцедержателе поперечныхсалазок, отходит от оси вращения заготовки (рис. 2.11, а). На станкахс вращающимся инструментом, например фрезерных, сверлильных,при вертикальной оси Z положительное перемещение по оси X направлено вправо (рис.

2.11, б).Положительное направление движения по оси Y следует выбиратьтак, чтобы ось Y вместе с осями Z и X образовывала правую прямоугольную систему координат (см. рис. 2.11, б).Учитывая сложность определения правильного обозначения координатных перемещений и их положительного направления, в стандарте в приложении даны схемы различных станков с указаннымиобозначениями (см. также раздел 1, рис. 1.4, 1.6, 1.9 и 1.13).Несмотря на то что с помощью трехкоординатной прямоугольнойсистемы координат описывается положение любых точек в геометрическом пространстве, в современной механообработке часто возникает необходимость в изготовлении столь сложных поверхностей,когда недостаточно перемещений рабочих органов только по тремосям координат.

В этом случае используют пространственную прямоугольную систему координат с дополнительными круговымиосями координат, которые располагаются вокруг основных линейных осей X, Y и Z (см. рис. 2.11, а). Ось вращения вокруг оси X обозначается как ось А, ось вращения вокруг оси Y — как ось B, осьвращения вокруг оси Z — как ось С.За положительное направление круговой координатной оси принимается направление вращения по часовой стрелке, если смотретьв положительном направлении вдоль соответствующей ей линейнойоси (см. рис. 2.11, б).37В ряде станков с ЧПУ (см.

рис. 2.8) дополнительно к основным(первичным) прямолинейным движениям X, Y и Z имеются вторичные движения параллельно им. Их следует обозначать соответственно буквами U, V и W. Если дополнительно имеются третичныедвижения, параллельные им, их следует обозначать соответственнобуквами P, Q, R.Если дополнительно к первичным круговым движениям имеютсявторичные вращательные движения, параллельные или непараллельные А, В и С, их следует обозначать буквами D и Е.Прямоугольную систему координат с дополнительными круговыми осями можно также представить как пространственную полярную систему координат (рис. 2.13).В полярной системе координат положение точки Р на плоскостиXY определяется расстоянием (радиусом) R от точки до начала координат и углом α между определенной осью координат и радиусом,проведенным в точку из начала координат (см.

рис. 2.13). Как правило, в полярной системе координат на плоскости XY угол α указывается от оси X. Угол α может иметь как положительное, так и отрицательное значение.Система координат детали задается технологом-программистомпри разработке технологического процесса изготовления детали настанке с ЧПУ и составлении УП. Исходная точка, от которой системаЧПУ отсчитывает перемещения исполнительных органов станка приобработке заготовки по управляющей программе, называется нулевойточкой детали.

Нулевая точка детали не имеет постоянных координати каждый раз назначается заново — в зависимости от конфигурациидетали, технологии обработки и удобства наладки станка.Для станка с ЧПУ чертеж детали и ее размеры должны задаватьсяв системе координат детали для определения координат опорныхРис. 2.13. Полярная система координат38точек контура при составлении УП.

Для более сложных деталей присоставлении УП приходится, как правило, выполнять в достаточнобольшом объеме геометрические расчеты недостающих координатхарактерных точек на профиле детали.При составлении УП и расчете величины перемещений рабочихорганов станка с ЧПУ применяются два способа отсчета координат:абсолютный и относительный (в приращениях). При абсолютномотсчете измерение перемещений производится от нулевой точки детали, т.е. используются абсолютные значения координат последовательно расположенных точек.

При относительном отсчете используются приращения координат для последовательного перемещенияот точки к точке.Структура УП, ее формат, а также правила кодирования информации, записываемой на носители данных (перфоленту, магнитнуюленту, магнитный диск) или вводимой с дистанционного источникаинформации (например, ЭВМ высшего ранга), и требования к технической документации на УЧПУ устанавливает ГОСТ 20999–83.В соответствии с этим ГОСТом УП записывается на носитель данныхв виде последовательности кадров (рис. 2.14).

Под кадром УП пони-Рис. 2.14. Структура записи управляющей программы «Электроника НЦ 80-31»39мают составляющую часть УП, вводимую и отрабатываемую как единое целое и содержащую не менее одной команды.Каждый кадр состоит из слов, расположенных в определенномпорядке. Под словом понимают составляющую часть кадра, содержащую данные о параметре процесса обработки заготовки и (или) другие данные по выполнению управления. Слово в начале кадра, определяющее последовательность кадров в УП, называют номером кадра.Номер кадра задается адресом N и целым десятичным числом.Часть слова УП, определяющую назначение следующих за нимданных, содержащих в этом слове, называют адресом.

Значения символов адресов установлены ГОСТ 20999–83.После кодирования информация УП в виде последовательностикадров в соответствии с изложенными выше правилами записывается на программоноситель, в качестве которого иногда применяютвосьмидорожковую бумажную (или из другого материала) перфорационную ленту шириной 25,4 мм (1 дюйм). В современных УЧПУУП может вводиться непосредственно в память с помощью буквенно-цифровых и индексных клавиш.

Форму, размеры и расположение перфорационных отверстий кодовых дорожек на ленте регламентирует ГОСТ 10860–83.Запись информации на перфоленте производится с использованием международного кода ISO — 7bit.Подробное описание процесса подготовки и расчета УП изложено в разделах 5–10.2.6.

ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ СИСТЕМОЙ ЧПУ, АРХИТЕКТУРАИХ ПОСТРОЕНИЯВ общем виде можно сформулировать пять задач, решаемыхсистемой ЧПУ и вытекающих из необходимого взаимодействия еесо станком и окружающей производственной средой.Взаимодействие со станком состоит в управлении формообразованием детали (геометрическая задача), в управлении цикловой автоматикой станка (логическая задача), в управлении рабочим процессом в целях его поддержания или оптимизации (технологическаязадача), например, при электрохимической обработке, адаптивномуправлении с изменением подачи и скорости резания для оптимизации процесса обработки по какому-то критерию.

Взаимодействие сокружающей производственной средой (терминальная задача) выражается в диалоге с оператором и в информационном обмене с управляющей ЭВМ более высокого ранга. Пятая задача обеспечиваетпроведение технического диагностирования УЧПУ и узлов станка.Геометрическую задачу можно определить через периоды последовательного преобразования геометрической информации УП: ввод40УП, размещение в памяти, процесс вычислений с подготовкой буферного кадра (расчет эквидистант, преобразование координатныхсистем, определение параметров, используемых в алгоритме интерполяций).

Интерполяция необходима для управления каждым отдельным приводом подачи, а также для согласования движений приводов между собой.Логическая задача состоит в автоматизации на станке работывспомогательных механизмов: зажимов-разжимов, подводов-отводов, переключений, пусков-остановов, смены инструмента и др. Ееспецифика заключается в большом числе обменных сигналов междуустройством ЧПУ и объектами управления на станке.Терминальная задача системы ЧПУ служит источником потоказаданий для всех остальных задач.

Эти задания формируются подуправлением оператора станка или ЭВМ более высокого ранга.Пульт управления системы ЧПУ конструктивно выполняется вразных вариантах (подвесной, встроенный и др.).Символы (условные графические изображения) на пультах управления и их основные размеры устанавливает ГОСТ 24505–80, полностью соответствующий международному стандарту ИСО 3461–76.Состав задач, решаемых системой ЧПУ, и мера их сложности оказывают непосредственное влияние на структуру (архитектуру) построения устройства ЧПУ. Простейший вариант построения — однопроцессорное устройство ЧПУ.

Здесь все задачи решаются последовательно одним вычислителем. При этом возникает проблемаразделения времени работы микропроцессора для решения задачуправления. Такие системы ЧПУ имеют ограниченные функциональные возможности и применяются для управления простымистанками. Может быть, наоборот, самый сложный вариант построения устройства ЧПУ, когда каждая задача выполняется отдельным вычислителем. В этом случае функциональные возможности системы ЧПУ очень большие и применяют их уже для управления сложными, многокоординатными станками.На рис.

2.15 в качестве примера показана структурная схема системы ЧПУ «Электроника НЦ 80-31», которая является мультипроцессорной системой. В состав данной системы ЧПУ входят три микроЭВМ, каждая из которых имеет свой микропроцессор, блоки оперативной и постоянной памяти для хранения программ: ЭВМ 1управляет работой всей системы, обеспечивает связь с оператором,а также ввод и хранение управляющих программ; ЭВМ 2 обеспечивает отработку заданных перемещений рабочими органами станка;ЭВМ 3 управляет работой электрооборудования станка.