pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 100
Текст из файла (страница 100)
Широко применяют классификацию САУ по информационным признакам, под которыми понимают число и структуру потоков информации при управлении различными металлорежущими станками. Чем полнее информация, используемая в САУ, тем выше качество ее работы и шире ее функциональные возможности. Источником информации, поступающей в САУ на входе, является УП, а в качестве обратной связи могут использоваться: потоки информации, характеризующие состояние процесса отработки информации (положения рабочих органов станка, уровень вибраций, температурных деформаций, размеры обрабатываемой заготовки); информация о возмущениях, действующих на процесс обработки, которые не зависят от процесса управления (например, припуск, твердость материала, температура окружающей среды и др.).
Перечисленные источники информации используют в САУ в различных сочетаниях, образуя определенную структуру САУ (рис. 15,2) . Рис. 15.3. Различные варианты систем автоматического управления станком В разомкнутых системах управления (см. рис. 15.2, а) имеется только прямой поток информации 1~, и устройство управления (УУ) не контролирует действительное положение рабочего органа станка, поэтому точность его перемещения будет зависеть от точности передаточных механизмов привода подачи. Разомкнутыми системами управления являются системы управления с распределительным валом (РВ), механические копировальные системы, системы ЧПУ с приводами подач, в которых используются шаговые электродвигатели.
Замкнутые системы управления подразделяют на три подгруппы: с обратной связью по положению рабочих органов станка (стола, салазок, шпиндельной бабки) — поток информации 1~ от измерительного преобразователя (ИП) . К этой группе относятся следящие копировальные системы, большинство современных„систем ЧПУ; с обратной связью по положению рабочих органов станка и с компенсацией погрешностей станка (тепловых деформаций, износа, вибраций и др.) . В этих системах имеются дополнительные датчики, измеряющие погрешности станка и также передающие сигналы в УУ для коррекции начальной информации; адаптивные, в которых кроме обратной связи по положению рабочих органов станка (поток информации 1~) имеется обратная связь (поток инфоРмации 1з от соответствУющих датчиков) по параметрам процесса обработки (силе резания, крутящему моменту, температуре в зоне резания, амплитуде вибраций и др.), что позволяет учитывать и компенсировать влияние на точность обработки колебаний припуска на заготовке, твердости обрабатываемого материала, износа режущего инструмента и других факторов, которЫе носят случайный характер, и их предусмотреть заранее невозможно.
Эти системы управления являются самыми сложными, но обеспечивают высокую точность, оптимальную производительность и минимальную себестоимость обработки. По характеру управляющих сигналов различают непрерывные (аналоговые) и дискретные системы автоматического управления, Непрерывные сигналы являются непрерывными функциями времени. Дискретной системой управления является система, содержащая хотя бы одно звено дискретного действия. На рис.
15.3 показаны различные варианты существующих систем автоматического управления станками: 1 — системы управления с РВ и кулачками, Угол поборота распределительного бала абтомата Я сотых делениях) 0 !О Л~ ЗО ФО 50 бО 70 80 Ю 70 Иеханилмы абтомата Иеханизм подачи и зажима материала Иеханизм переключения ребольберной голобки Ребольберный суппорт Иеханизм переключения напраб- ления бращения шпинделя Задний поперечный суппорт Оередний поперечный суппорт оертикальный . поперечный суппорт Рнс. 15.4. Цнклограмм» работы токарно-револьверного автомата ч где УП задается в аналоговом виде — в виде рабочих и командных кулачков, устанавливаемых на РВ в соответствии с разработанной циклограммой; 11 — копировальные системы управления, где УП также задается в аналоговом виде— в виде копира; 111 — системы циклового программного управления (ЦГ1У), в которых размерная информация задается в аналоговом виде путевыми упорами, устанавливаемыми на сменных линейках, и цикловая — в цифровом виде набором на пульте управления; 1ч' — системы ЧПУ, в которых УП задается в цифровом виде и либо вводится с помощью перфоленты, либо набирается на пульте непосредственно оператором и вводится в память системы управления, либо подается от ЭВМ более высокого уровня управления.
Системы автоматического управления могут строиться на механической, гидравлической, пневматической, пневмогидравлической, электрической, электрогидравлической и электронной основах. В системах управления с РВ за счет применения дисковых и цилиндрических кулачков, установленных на РВ, обеспечивается управление большим числом различных рабочих органов с надежной и максимальной синхронизацией их движений.
Путем построения циклограммы (рис. 15.4) для этих систем управления заранее проектируют и рассчитывают рабочий цикл обработки заготовки любой сложности за определенный промежуток времени Т= 1р+ 1,.„, соответствующий одному обороту РВ. Здесь 1р и 1,., — соответственно суммарное время несовмещенных рабочих и вспомогательных ходов. Системы управления с РВ по принципу совершения вспомогательных ходов подразделяют на три группы 1231. 1. Системы управления с РВ, в которых частота вращения РВ для каждой настройки гитары сменных зубчатых колес У постоянна в течение всего времени рабочего цикла Т (рис.
15.5, а). Поэтому при изменении (например, увеличении) времени рабочих ходов пропорционально изменяется (увеличивается) время вспомогательных ходов, хотя эти вспомогательные ходы можно было бы выполнить за меньшее время. Исходя из этого данную группу систем управления применяют в металлорежущих автоматах для обработки достаточно простых деталей небольшого диаметра (например, в автоматах продольного точения 1Р103, 1103, 1В06А, 1Б10П, 1М10В, а также зарубежных автоматах фирм Тогпоз (Швейцария), ЯгоЬгп (Германия), ВесЫег (Швейцария) и др.
Подробное описание систем управления с РВ первой группы, а также автоматов с данными системами управления приведено в работах 15, 111. 2. Системы управления с РВ, в которых РВ в течение рабочего ци:.ла Т имеет две разные частоты вращения (рис. 15.5, б): вращение с малой частотой через гитару сменных зубчатых колес У, когда выполняются рабочие хода, и вращение с максимально возможной частотой (исходя из прочности механизмов вспомогательных ходов) по кинематической цепи с постоянным передаточным отношением ~, когда выполняются все вспомогательные хода. Поэтому данную группу систем управлении с РВ наиболее эффективно применять при обработке наиболее сложных и трудоемких деталей. Рнс.
15.5. Принципиальные схемы автоматов с системамн управлення с РВ: а — группа 1; б — группа 11; в — группа 111 Системами управления с РВ второй группы оснащают многошпиндельные автоматы и полуавтоматы 1на пример, 1Б216, 1Б240, 1Б290, 1Б24ОП и др., а также автоматы фирм Ы1детеЫег (Германия), Асгпе — йгиПеу (США) и др.|. Подробное описание данной группы систем управления с РВ, а также автоматов и полуавтоматов с данными системами управления приведено в работах 15, 21~.
3. Системы управления (рис. 15.5, в), имеющие РВ, который вращается так же, как в системах первой группы, с одной скоростью при выполнении всех рабочих и части вспомогательных ходов (подвод и отвод поперечных суппортов). Остальные вспомогательные ходы (подача и зажим прутка, поворот револьверной головки, переключение частоты и направления вращения шпинделя и др.) выполняются с помощью вспомогательного вала (ВВ), который вращается с максимально возможной постоянной для данного автомата частотой по цепи с постоянным передаточным отношением Выполнение вспомогательных ходов с помощью ВВ управляется командными кулачками, установленными на РВ, Эти системы управления применяют на автоматах для обработки деталей средней трудоемкости.
Системами управления с РВ третьей группы оснащают токарно-револьверные автоматы 1например, 1Д112, 1Д118, 1Б124, 1Б136, 1Е125, 1Е140, автоматы фирм 1пс1ех (Германия), ТгаиЬ (Германия), Тагех (Швейцария) и др.1. Подробное описание систем управления с РВ третьей группы и различных типов токарноревольверных автоматов, а также вопросы проектирования и расчета кулачковых механизмов для систем управления с РВ рассмотрены в работах 15, 171, а также во втором томе данного справочника. В копировальных системах управления (механических и следящих) программоносителем является ко пир (плоский или объемный), представляющий собой прототип обрабатываемого изделия или его частей.
В механических копировальных системах ко- пир выполняет функции управления и подачи режущего инструмента, воспринимая силы резания, а в следящих копировальных системах он осуществляет только функцию управления (рис. 15.6). Функцию рабочей подачи выполняет силовой следящий привод 3 (электрический или гидравлический), получающий сигналы управления 4 от копировальной головки б и обеспечивающий шпиндельной бабке 2 следящее движение подачи В,, Это происходит при задающем движении О, стола 9 с копиром 8 на расстояние И и подъеме щупа 7 относительно копировальной головки 6 на величину И. В результате при обработке заготовки 1 режущий инструмент перемещается со скоростями подач о,, и п, с получением результирующей скорости подачи о, .
Рассмотренный принцип работы следящих копировальных систем позволяет изготовлять копир из легкообрабатываемого материала, снижать его износ и тем самым повышать точность обработки. Резко сокращаются трудоемкость и стоимость изготовления копира. Применяют электрические 1251, гидравлические 17~, электрогидравл ические и другие Рнс. 15.6. Структурная схема следящей копировальной системы управления: 1 в заготовка; 2 в шпиндельная бабка с фрезой, имеющая следящее движение Х).; 8 — силовой следящий привод; 4 — сигнал управления; 5 — жесткая механическая обратная связь; 6 в копнровальная головка; 7 в щуп; 8 в копнр; 9 в рабочий стол, имеющий постоянное задающее движение й, следящие копировальные системы управления в основном на токарных и фрезерных станках.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
