Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (Проектирование автоматизированнь1х станков и комплексов Том 2 МГТУ), страница 6

При обработке малотрудоемких заготовок с п 88 ::::np8конструкция автомата усложняется (использование вспомогательного валаВВ), а при обработке трудоемких заготовок время fx.x I очень велико, что зна­чительно снижает производительность.По такой схеме устроены отечественные токарно-револьверные автоматымоделей lДl 12, lДl 16, 1Б136, 1Б125, 1Б140, а также модели зарубежнь~хфирмIndex и Traub (Германия), Tarex (Швейцария) и др.Установку кулачков на распределительном валу и наладку автоматов сданнь1ми системами ПУ проводят на основе разработанной карты наладки ипостроенной циклограммы работы автомата.При проектировании автоматов и полуавтоматов с кулачковыми система­ми ПУ одной из важнь~х задач является проектирование кулачкового меха­низма с определением его схемы (тип кулачка, башмака, толкателя, способазамыкания башмака с кулачком), профилированием участков рабочих и холо­стых ходов на кулачках и определением получаемого оптимального угла дав­ления.Основными преимушествами кулачковых систем ПУ являются их отно­сительная простота (механические системы), высокая надежность в работе,281О.Системы программного управления металлоре:жущими станкамивозможность автоматизации выполнения сложного цикла обработки загото­вок; главный недостаток таких системнизкая мобильность, связанная с-большой трудоемкостью проектирования и изготовления кулачков и их по­следующей установкой и наладкой на автомате (последнее производят непо­средственно на автомате, который в это время простаивает).

Кулачки в этихсистемах, как и копир в механических копировальных системах, восприни­мают силы резания, что требует их соответствующего изготовления и должнобыть учтено при эксплуатации автомата.Особенно эффективно полуавтоматы и автоматы с кулачковыми система­ми ПУ применяют в массовом и крупносерийном производстве, где их пере­наладку проводят очень редко.10.3.СИСТЕМЫ ЦИКЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯВ системах ЦПУ, которые раньше назывались системами управленияупорами, в отличие от систем с распределительным валом и копировальныходна часть управляющей программы (УП)обработки--информация о цикле и режимахзадается в числовом виде с использованием в качестве про­граммоносителейкакэлектромеханическихинформационныхносителей(штекерные и коммутационнь1е поля, программные барабаны, диодные пере­программируемые матрицы, разъемы, перфокарты и др.), так и электронныхносителей, построенных на основе больших интегральных схем, полупосто­янных запоминающих устройств с электрической перезаписью информации.На рис.цепей10.5шаговый искатель1проводит последовательное подключение2 с информацией очередного перехода обработки с установленнымиштекерами3.г·- - ---·-·-·-·'1234.1i~---+--+--о--+--0---+--0--+--<>- ii',-,..-----l-l'-;---f---<;,-+--<;>--'F--9--- i'-.-~~-1------o--J---o-- ii_jРис.Другая часть УП-10.5.

Панель для установки штекеровинформация размерная, характеризующая перемеще­ния рабочих органов станка,-задается с помощью путевых упоров, уста­навливаемых на специальных линейках или барабанах. При этом для каждойкоординаты настраивают и устанавливают свою линейку. При перемещении10.3.29Системы циклового программного управлениялинейки с упорами происходит замыкание соответствующих конечных вы­ключателей с выдачей необходимых команд.На рис.10.6показана типовая структурная схема системы ЦПУ. Инфор­мация о цикле и режимах обработки задается блоками задания и поэтапноговвода УП.

Блок задания УП (программатор) представляет собой штекернуюпанель (см. рис.10.5).Блок поэтапного ввода УП выполняют в виде элек­тронной или релейной счетно-распределительной схемы, построенной на ша­говых искателях, электромагнитных реле или логических элементах. Далееинформация поступает в блок автоматики, который предназначен для усиле­нияи распределения команд, поступающих на исполнительные механизмыИМп и далее через электромагнитные муфты на привод подач и коробку ско­ростей. Размерная информация задается путевыми упорами на линейках4, закрепленных,например, на продольном3и поперечномперемещении линеек упоры воздействуют на датчики д1,21исуппортах. При..., дп,выдающиесигнал об окончании отработки каждого этапа.1[--------------,32Блок автоматикиРис.БлокБлокпоэтапногозаданияввода УПУП10.6.

Структурная схема системы ЦПУТочность срабатывания и остановки рабочего органа составляет, как пра­вило,±0,015 мм.В настоящее время применяют бесконтактные (индуктив­ные) путевые переключатели.Блоки системы ЦПУ выполняют на основе электрических, пневматиче­ских или гидравлических элементов.В настоящее время в качестве блока автоматики используют программи­руемые контроллеры, которые, как и обычные релейные устройства, выпол­няют логические функции и функции выдержки времени.Рассмотренный способ задания УП в системах ЦПУ позволяет сократитьвремя их переналадки по сравнению со временем переналадки предыдущихсистем ПУ. Трудоемкими остаются только установка и настройка путевых3О1О.Системы программного управления металлоре:жущими станкамиупоров.

Однако их не надо каждый раз изготовлять заново (как кулачки икопиры), и настройку можно делать заранее вне станка, так как линейкисъемные.Задание размерной информации с помощью путевых упоров обусловли­вает дискретный способ управления (выдачу команд управления только вместах установки упоров), поэтому управление перемещениями возможнотолько по прямолинейному циклу. Это значительно ограничивает техноло­гические возможности станка с ЦПУ, а также может приводить к «нежест­костю> цикла обработки (Тic const),что затрудняет совмещение рабочих ивспомогательных ходов, например, на агрегатных станках, снабженных го­ловками с гидроприводом.До появления станков с ЧПУ этими системами оснащали токарные, фре­зерные и ряд других станков. В настоящее время их применяют в основномна агрегатных станках и на автоматических линиях из агрегатных станков.10.4.СИСТЕМЫ ЧИСЛОВОГО ПРОГРAМI\t.lHOГOУПРАВЛЕПИЯ СТАНКАМИ10.4.1.Общие положенияСравнительный анализ рассмотренных систем ПУ (рис.что во всех этих системах на основе чертежа деталиналадки2(или программную карту), затем чертежи3110.7)показывает,разрабатывают картупрограммоносителей4(копира, кулачков, схем расстановки упоров), производят их изготовление ипоследующую установку и наладку программоносителей на станке5.

Как ужеотмечалось, главным недостатком этих систем является необходимость пред­ставлять цифровую и символическую информацию чертежа детали в анало­говом виде на изготовляемых программоносителях (кривые на кулачках икопире, путевые упоры). Затем эта информация во время обработки сновапреобразуется в цифровой вид на готовой детали.Погрешности изготовления кулачков, копира, расстановки упоров и ихпоследующий износ приводят к погрешностям обработки, затрудняют авто­матизацию всего цикла подготовки процесса обработки.В соответствии с ГОСТ20523- 80, ЧПУ -это управление обработкой за­готовки на станке по УП, в которой данные изложены в цифровой форме.Под системой ЧПУ понимают совокупность функционально взаимосвя­занных и взаимодействующих технических и программных средств, обеспе­чивающих ЧПУ станком.Основой системы ЧПУ является устройство ЧПУ, выдающее управляю­щие воздействия на исполнительные органы станка в соответствии с УП иинформацией о состоянии управляемого объекта, получаемой с помощьюизмерительных систем.

От его типа, структуры построения, функциональныхвозможностей зависят характеристики самой системы ЧПУ.1О. 4.Системы числового программного управления станкамиСистемаПУ31•-- -и- - ~-4~ПамятьусгройсгваЧПУ1132Рис.10.7. Схема управления1-чертеж детали;лей;4-2-программоносители;товая деталь; М, Э, И токи соответственно;Q-станка, оснащенного системой ПУ:программные карты;5-станок; б -3-чертежи программоносите­заготовка;7-стружка;8-го­материальный , энергетический и ииформапионный по­теплота от станкаПод УП понимается совокупность команд на языке программирования,соответствующая заданному алгоритму функционирования станка по обра­ботке конкретной заготовки. УП записывается и вводится в систему ЧПУ спомощью программоносителя, в качестве которого можно применять перфо­ленту, магнитную ленту, магнитный диск и собственно запоминающие уст­ройства разного типа.

В ряде случаев УП может быть составлена операторомнепосредственно на пульте устройства ЧПУ.Таким образом, системы ЧПУ характеризуются следующими особенно­стями:1) всяинформация (размерная, технологическая, вспомогательная) вво­дится в устройство ЧПУ в цифровом виде;321О.Системы программного управления металлоре:жущими станками2) технолог-программистформулирует задачу управления на понятномдля устройства lllIY языке программирования;3) указаннаяинформация УП вводится автоматически, она должна бытьчетко определена и с помощью программоносителя введена в память устрой­ства ЧПУ;4) преобразованиеданных УП в управляющие команды и контроль вы­полнения этих команд осуществляет устройствоlllIY.В общем виде процесс подготовки и работы станка сlllIYможно пред­ставить, рассматривая его как процесс передачи и преобразования информа­ции в системе чертеж деталиготовая деталь (рис.-10.8).Функции оператора в этом случае заключаются, как правило, только внаблюдении за работой станка сlllIY,установки заготовок и съема готовыхдеталей.

Это в ряде случаев не требует высокой квалификации. Однако необ­ходимо помнить, что оператору доверяется очень сложный станок сlllIY вы­сокой стоимости.Нормали, ТУ, ГОСТы,Чертеж деталипаспорта станков!!Процесс расчета и подготовки УП,__(разработка маршрутнойи операционной технологий,Режущий инструмент,приспособлениеи заготовкарасчет траекторий перемещений и др . )~1!!Кодирование информаци и УПНаладкаи зап ись на программоноситель1!Программоноситель1~QРис.10.8.Система ЧПУ1J-Готоваядеталь!Измерительные,диагностические~--1!и корректирующие11системыСхема процесса передачи и преобразования информациив системе чертеж детали-готовая деталь10.4.Системы числового программного управления станками33В тех случаях, когда оператор может составлять УП в диалоговом режименепосредственно на пульте устройства ЧПУ, его квалификация должна соот­ветствовать этому уровню знаний.Применение станков с ЧПУ коренным образом изменило технологиче­скую подготовку производства, которая стала сферой инженерного труда.Применение станков с ЧПУ обусловило ряд особенностей при проектиро­вании технологических процессов обработки заготовок на этих станках.Значительно возросли сложность технологических задач и трудоемкостьих решения.