Мещерякова В.Б. 2015 Металлорежущие станки с ЧПУ, страница 8

Информация между разными микроЭВМ передается по последовательнымканалам связи.41Рис. 2.15. Структура записи управляющей программы «Электроника НЦ 80-31»2.7. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМ ЧПУПрограммное обеспечение (ПрО) предполагает вычисление,специально организованное хранение и использование информации,диалог с пользователем при разработке УП, диагностирование,управление работой локального оборудования в реальном времени.Построение ПрО должно выполняться по блочно-модульномупринципу с максимальной независимостью модулей и обеспечениемих универсальности с точки зрения применимости к различным видам станков.ПрО включает системное ПрО, технологическое ПрО и функциональное ПрО.Системная программа в ЧПУ — программа системы ЧПУ, обеспечивающая распределение ресурсов, организацию процесса обработки, ввода-вывода и управления данными.Технологическая программа в ЧПУ — программа системы ЧПУ,обеспечивающая реализацию задач управления применительно кразличным моделям станков внутри каждой группы (токарные, сверлильные, фрезерные и др.).Функциональная программа ЧПУ — программа системы ЧПУ, обеспечивающая реализацию задач управления применительно к различным моделям станков внутри каждой группы.Системное ПрО состоит из операционной системы, служебногоПрО, диагностического ПрО.Операционная система — центр всей системы средств.

В общемвиде она определяет порядок работы этой системы программных42средств и представляет собой интерфейс между аппаратной частьюСЧПУ и остальными разделами ПрО.Служебное ПрО выполняет функции интерфейса между пользователем и СЧПУ. Это ПрО включает сервисные программные средства,обеспечивающие доступ к системе пользователей, обслуживающегоперсонала, разработчиков функционального ПрО, разработчиковуправляющих программ (УП).Современные СЧПУ оснащены развитой системой диагностирования, работающей на следующих уровнях: по включению питания;в реальном времени во время управления станком; по вызову оператора. Диагностическое ПрО аппаратных средств микроЭВМ проводится путем их тестирования.Технологическое и функциональное ПрО образуют так называемое ПрО процесса управления объектом, т.е.

как координатнымиперемещениями по различным осям, так и работой исполнительныхмеханизмов типа «включено-выключено». Основными элементамитехнологического ПрО являются типовые циклы, реализуемые в видеподпрограмм подготовительных G-функций.Функциональное ПрО решает задачи привязки СЧПУ к конкретному типу станков, а именно производит описание характеристикданного станка и программы управления его электроавтоматикой.Общие технические требования на программируемые устройстваЧПУ и их классификацию устанавливает ГОСТ 21021–2000.РАЗДЕЛ 3ОСОБЕННОСТИ КОМПОНОВКИИ КОНСТРУКЦИИ СТАНКОВ С ЧПУРазработка и внедрение систем ЧПУ оказали большое влияние накомпоновку и конструкцию существующих станков, оснащаемыхэтими системами управления.Новые широкие функциональные возможности систем ЧПУ, ихособенности по сравнению с ранее применяемыми ПУ потребовалинового подхода к разработке новых или модернизации существующих компоновок станков, конструкции их узлов и механизмов.

Вомногих случаях были разработаны и стали применяться оригинальные, ранее редко или вообще неприменяемые компоновки, а такжеконструкции ряда узлов и механизмов. Параллельно с этим проводилась разработка и применение новых регулируемых приводныхэлектродвигателей, различных измерительных систем, новых конструкций комплектующих элементов станка (подшипников, направляющих, механизмов автоматической смены инструментов и заготовок и др.), новых материалов для изготовления деталей станка. Всеэто позволило значительно упростить кинематику станков с ЧПУ,повысить их производительность, точность и надежность работы.С другой стороны, широкие технологические возможности станков с ЧПУ, высокая степень автоматизации их работы усложнили этистанки, повысили их стоимость, потребовали тщательной подготовки обслуживающего персонала, разработки более рациональныхсистем их технического обслуживания и ремонта.3.1.

КОМПОНОВКА СТАНКОВ С ЧПУ, ЕЕ ОСОБЕННОСТИ,ХАРАКТЕРИСТИКИВ настоящее время имеется значительное многообразие компоновок станков с ЧПУ как для обработки деталей типа тел вращения, так и для обработки корпусных и плоских деталей. На этаперазработки компоновки закладываются важнейшие показателистанка: точность, производительность, надежность, металлоемкость.Для экономии дорогостоящей производственной площади необходимо делать станки предельно компактными.

Отмечается, что никачеством конструкции и выбором материалов, ни тщательным изготовлением и сборкой нельзя компенсировать ущерб, нанесенныйвыбором нерациональной компоновки станка и неверным определением ее основных пропорций.44Компоновку станка с ЧПУ можно определить как систему расположения его узлов и направляющих, которая отличается структурой,пропорциями и свойствами этой системы. Компоновка станка обеспечивает выполнение всех формообразующих и вспомогательныхдвижений и имеет блочную структуру, состоящую обобщенно из одного стационарного и нескольких подвижных блоков, разделенныхлинейными или круговыми направляющими.Например, компоновка станка влияет на его точность через:• упругие деформации базовых деталей и узлов в зависимости отих массы, размеров, конструктивной формы, взаимного расположения, вылетов подвижных деталей и узлов и изменения этихвылетов;• износ направляющих, зависящий от схемы расположения, размеров и типов направляющих, расположения нагружаемых элементов относительно рабочей зоны станка;• температурные деформации базовых и других деталей и узловстанка, что приводит к относительному линейному смещениюузлов станка, несущих заготовку и режущий инструмент,а также к их угловым поворотам.

Величина, характер и направление действия температурных деформаций в значительной степени определяются размещением на станке тепловыделяющихузлов и получаемой избыточной температурой их нагрева.От компоновки зависят динамическая жесткость упругой механической системы станка и запас устойчивости, уровень частот собственных колебаний, характер этих колебаний и др.Важными элементами в компоновке станка являются его базовыедетали (станины, стойки, колонны и др.). От их компоновки и конструкции зависят точность, жесткость, металлоемкость и другие характеристики станка.

Так, для повышения жесткости базовые и корпусные детали многих современных станков с ЧПУ делают сварнымииз толстолистовой стали с большим количеством ребер.Применение сварных корпусных деталей вместо литых позволяет:• исключить риск получения брака в тяжелых отливках и снизитьтрудоемкость работ при необходимости исправления этогобрака;• снизить трудоемкость механической обработки за счет уменьшения припусков на сварные детали по сравнению с литыми;• увеличить жесткость сварных корпусных деталей при одновременном снижении их металлоемкости благодаря применениюпри сварке большой номенклатуры профилей жесткого сечения.Жесткость изгиба и кручения сварных деталей по отношению клитым часто увеличивается в 2,5–3 раза;• отказаться от традиционных методов конструирования сварныхкорпусных деталей по аналогии с литыми, а именно: упростить45формы самой детали и ее элементов; провести унификацию составных элементов; создать их размерные ряды и применятьунифицированные элементы для проектирования сварных корпусных деталей станков.Однако необходимо учитывать, что в некоторых случаях созданиесварных корпусных деталей является более трудоемким, особенноесли эти детали имеют сложную конфигурацию и затрудняется унификация составных свариваемых элементов.

Кроме того, литые корпусные детали из чугуна часто имеют лучшую виброустойчивость истабильность формы. Все корпусные сварные детали для снятиявнутренних напряжений необходимо подвергать отжигу.Наряду с литыми и сварными базовыми деталями из чугуна истали, в современных станках с ЧПУ применяют базовые детали изкомпозиционных материалов, в частности из синтеграна. Это композиционный материал на основе наполнителя в виде крошки гранита и полимерного (эпоксидного) связующего компонента холодного отверждения в количестве до 10%.Синтегран по сравнению с чугуном имеет следующие основныепреимущества: в 4–5 раз выше демпфирующая способность; минимальные внутренние напряжения в отливках и, соответственно, повышенная стабильность размеров во времени; в десятки раз нижетеплопроводность и, соответственно, малая чувствительность деталей из синтеграна к перепаду температур; высокая коррозионнаястойкость; меньшая трудоемкость изготовления отливок.На рис.

3.1 схематично показаны применяемые варианты компоновок станин 3 и суппортов 1 и 2 на токарных станках, в том числе сЧПУ. Компоновки различаются получаемыми габаритными размерами, удобством доступа оператора и наладчика к рабочей зоне ирежущим инструментам, схемой восприятия сил резания направляющими суппортов, отводом стружки и др.В современных токарных станках с ЧПУ наряду с вариантом, показанным на рис.