Изготовление деталей на металлорежущих станках с программным управлением по стадиям технологического процесса част 2 (849669), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Обработка заготовок требует, как правило, применения большого количества инстрУJ.\1ентов (сверл, зенкеров, зенковок, расточных резцов , разверток, метчиков), что ставит вопрос об их автоматической смене.В обозначении модели станка с такими системами ЧПУ записывается в конце индекс Ф2 (например, мод. 2Р135Ф2).Контурное ЧПУ станком , при котором перемещение его рабаVVчих органов происходит по заданнои траектории и с заданнои ско-51уzоххоба--<?хв__JJ-rfzхgгРис .а3.
1.Варианты управления станком:позиционное ЧПУ сверлильным станкоl\11;-6и в-контурное ЧПУ фрезернымстанкоl\11 соответственно по дву~v1 и трем координатам; г станком;g-контурное ЧПУ токарнь1мкоl\11бинированное ЧПУ 11,1ногоцелевым станкомростью для получения необходимого контура обработки (рис.3.1 ,б, в , г).
Такие системы ЧПУ применяются в основном на токарныхи фрезерных станках. При первом варианте обработка произвоVдится инструменто1'1, которыи пере1'1ещается параллельно осям ко-ординат (по отрезкам). Поэтому обрабатываемые участки профиля заготовки могут быть только параллельными осям координат(с1'1. рис.3.1, 6).При втором варианте (с1'1. рис.3.1, в)система ЧПУ обеспечивает управление по всем трем координатам , но одновременно перемещение может быть только по двум любым координатам в разных плоскостях (Х/У, X/Z, Y/Z, так называемое управление по 21/ 2координата1'1).
На рис. 3.1 , в показано управление обработкой одновременно по двум координатам в плоскости Х/УиZ/X.При третьем варианте управление производится одновременнопо трем координатам (см. рис.3.1,г), что позволяет обрабатыватьзаготовки со сложным объемным профиле1'1 (например , штампы ,матрицы и др.). В настоящее время практически все станки с контурны1'1и системами ЧПУ могут обеспечивать управление одновременно по трем и более координатам.52В обозначении модели станка с такими системами ЧПУ записывается индекс Ф3 (например, мод. 16К20Ф3, мод. 6Р13Ф3).КомбинированноеЧПУстанком,позволяющеепроводитьуправление станком в обоих вышеуказанных режимах (рис.3.1, g).Такими системами ЧПУ оснащаются в основном многоцелевыеи специализированные многокоординатные станки с управлением по четырем и более координатам(см.рис.2.17).На станках с такими системаl\1и ЧПУ производится обработказаготовок большим количеством разного инструмента , что требуVет его автоIVrатическои смены,Vа также высоком точности изготов-ления деталей.
В обозначении модели станка записывается индексФ4 (например, мод. 2204ВМФ4, мод. 1740РФ4).По структуре построения. Системы ЧПУ и в частности устройства ЧПУ в своем развитии прошли несколько этапов , определяемых уровнем развития электронной техники.В результате поструктуре построения различают устройства ЧПУ двух видов:1) аппаратные (классы HNC - Hand Numerical Controlи SNC - Speicher Numerical Control);2) программируемые, или микропроцессорные (классы CNCComputer Numerical Control и DNC - Direct Numerical Control).Устройства ЧПУ класса HNC и SNC или аппаратные УЧПУ(первые два поколения) имели жесткую структуру построения,приVкоторомпутем (табл.алгоритмыуправленияреализовывалисьсхемным3.1).Они были построены по принципу цифровой модели, где всеоперации ,составляющие алгоритм работы ,выполнялись параллельно с помощью отдельных блоков, реализующих ту или инуюфункцию управления (агрегатно-блочное построение)(рис.3.2).Агрегатно-блочное построение позволяло модернизировать УЧПУпутем замены отдельных блоков, однаколяласьпостояннымисхемамиcal\1a ее структура опреде-отдельныхэлектронныхVпанелеии межузловых соединений и не могла быть изменена после изготовления УЧПУ.
Эти устройства ЧПУ (например , Н22 , Н33 , Размер-2М и др.) широко применялись ранее для управления различнымитипами отечественных станков. В настоящее время они не выпускаются.Встраивание l\1икропроцессоров обеспечивает замену электронных и электроIVrеханических управляющих блоков универсальнымпрограммируемымвычислительнымVустроиствомиприводитк введению вычислительного процесса по обработке информациинепосредственно в оборудование. Возрастают объем памяти УЧПУи быстродействие, что позволяет увеличить число управляющих53(Л--------------------------------,АУстройство ЧПУПульт-------------------управления---------------------------------------------zи индикацииБлокБлоквводатехноло-и считы-оOOQгическихваниякомандинфор-памяти!1 С>оО1 □111авто-согла-матикасованиястанкамацииБлок~.....
----,1--~ ,,,,_,.,_ЦикловаяБлок----.....БлокБлокуправлеинтерния при-поляции,________,.__ _,._ ___.u,.____::::i==::!::t====-::::::._-+-.J.U~----1--_J__~L...-;;;;.по=;.;;ч__,водами.----==--.---_. .. ___ L------1~Блоккоррек- ~~ скоростейции прог-раммыБлокi-+-c..i1подач1Блокпосто-янныхцикловw1Блок 1питания 11.___ __, 111.___ _ _ _ _____,1_____________________________________ JРис.3.2.СтруктурнаяcxeJ.\11a аппаратно гоустройства ·числового програмJ.\11ного управления (классаSNC),---------------------~Вычислитель111ЗУмпРА111_______-------· ------,.МАмдМУСистемная маrистраль вычисленияКВУ1ВУ 1Рис .3.3....КВУп•••ВУпУкрупненная стр}ТКТ}трная схема про граммируемого устройства'-Iислового програмrvrного управления (классаCNC)координат станка и реализовывать функции автоl\1атического измерения на станке, графического отображения информации надисплее УЧПУ, диалогового задания управляющей программы УП.Микропроцессорным,илипрограммируемыl\1,устройствомЧПУ, называют устройство, алгоритмы работы которого реализуются с п омощью пр ограмм, вводимых в его память, и могут бытьизменены после изготовления этого устройства (рис.3.3).Микропроцессорные устройства ЧПУ (МП УЧПУ) классаиDNCCNC(3-е и 4-е поколения)турой построения (см.- это устройства ЧПУ с гибкой структабл.
3. 1).Принципиальным отличием этих устройств от аппаратных являетсяихструктура,соответствующаяструктуреvуправляющеиЭВМ и включающая вычислительное устройство , блоки памятии блоки ввода-вывода информации. Объем функций, характерипоследовательностьпроводимыхопераций ,переработкаУПопределяются не специальными схемами, как в аппаратных УЧПУ,а специальными программами функционирования, которые вводятся в блок памяти и там хранятся. Согласно этим же программам формируются команды на приводы подач станка и его электроавтоматические устройства. Также МП УЧПУ,как правило,имеют интерфейс , позволяющий подсоединить устройство к локальной вычислительной сети всей ГПС.В состав программируемой системы ЧПУ входит один или неVVсколько вычислителеи, основои которых являются микропроцессо-ры .
Поэтому эти системы ЧПУ называют также l\1икропроцессорVными, в случае нескольких вычислителеи-мультипроцессорныl\1и.55(J1тТаблица3.1. Поколения устройств ЧПУПоколениеЭлеl\1ентная базаМодель устройстваУЧПУпостроения УЧПУЧПУ1HNC2SNCПриводы подачДискретные полупроводСерия КЭлектрогидравлическийниковые элементы(К2П, КЗП, КПТ)шаговый доЭлементы J.VraлoйСерия Н (Н22, НЗЗ, Н55),1.(155 серия)и средней (176 серия)сериямский шаговый до(Разl'.1ер 2М)2.Модель приводаШД4М1 кГцЭлектрогидравли1.1еШД5Д116 кГц.Следящий тиристор-этзVстепени интеграцииныи постоянного токас резольвером, индуктосиноJ.Vr3Микро-ЭВМ («Электро-Серия 2С, 2Р, 2МСледящий тиристорныйCNCника- 60», «Электроника(2С42, 2С85, 2РЗ2),и транзистор ным посто-НЦ -03» и др.),«Электроника НЦ-31 »янного тока с резольве-БИС(589 серия и др.)VЭТб, ЭШИР,эшимром, индуктосином илиопти1.rеским импульснымдатчикоl'.14DNCБлочное мультипро-«Электроника МС2101»,Цифровой следящийцессорное исполнение .серия ЗС (ЗС140, ЗСl 70,постоянного и перемен-Полузаказные БИСЗС150 идр .)но го тока с опти1.1ески1v1импульс ным дат1.1икомЗС150Микропроцессорная УЧПУ (см.
рис.3.3)включает в себя микропроцессор МП, запоминающее устройство ЗУ, расширительариф1\1етических функций РА и контроллеры внешних устройствКВУ Обмен информацией между ее блоками осуществляется поспециальному каналу обмена-систе1\1ной магистрали.Микропроцессор, память, расширитель арифметических функций, объединенные систе1\1ной магистралью, составляют вычислиvтель микропроцессорнои системы,с которым через контроллерывнешнего устройства КВУ сопрягаются внешние устройства ВУ,необходи1\1ые для управления станком и связи с оператором.Микропроцессор в МП УЧПУ выполняет следующие функции:формирование управляющих сигналов для всех компонентов системы; выборку данных из памяти системы; декодирование команд, арифметические, логические и другие операции; управлениеиVпередачеивнешнимиданныхмеждуустройства1\1и;микропроцессороJ\1,обработкусигналовпамятьюотвнешнихVустроиств.Расширитель ариф1\1етических функций необходим для повышения производительности микропроцессорной систе1\1ы.
Контроллервнешнего устройства включает в себя схемы сопряжения внешнегоустройства с системной магистралью (интерфейс) и схемы преобVразования входных и выходных данных внешнего устроиства.Названные устройства связаны между собой магистралямидля передачи адресов МА, данных МД и управляющей инфор1\1ации МУ.Первая серия российских программируемых УЧПУ была реализовананаосновеприJ.VrенениядвухспециализированныхкроЭВМ «Электроника НЦ-31» и «Электроника НЦ80-31».миДругаясерия УЧПУ выпускалась на базе микроЭВМ «Электроника-60»и сводилась практически к трем весьма близким модификациямУЧПУ типов 2Р22, 2С42 и 2С85.По наличию обратной связи. Системы ЧПУ станками могутстроиться с управлением приводами подач без обратной связи(разомкнутыми) и с обратной связью (замкнутыми) (рис.3.4).Разомкнутые системы ЧПУ строят на основе применения силовых или несиловых шаговых электродвигателей (ШД). В данномслучае ШД применяют в комплекте с гидроусилителем (ГУ) (см.рис.3.4,а).Подавая на ШД определенное число импульсов, получают заданную величину перемещения рабочего органа станка (стола).Частота подачи этих ИJ\1пульсов определяет скорость перемещения, а количество импульсов-величину перемещения.57rУстройствоЧПУ'\-..._щд ....
ГУ'"~х1....Jс'1- ~ J....-~~t:1--•.,.,,,ам_УстройствоЧПУ------------бм_УстройствоЧПУ------------випм_УстройствоЧПУ------------г3.4.Рис.а-Варианты построения систем обратной связи:разомкнутая система; б-с круговым ИП на ходовом винте; вИП, измеряющим переJ\11ещение через реечную передачу; г--с круговымс линейным ИПСистема управления приводами получается достаточно простой. Однако из-за отсутствия контроля действительного положения рабочего органа станка на точность его перемещения будутвлиять погрешн ости ШД , ГУ, передачи ходовой винт-гайка привода п одачи.
Кроме того , ШД не позволяет получать высокие скорости перемещ ений рабочего органа на холостом ходу, поэтому разомкнутые системы ЧПУ в настоящее время применяются редко.Замкнутые системы управления строятся н а основе применения следящего привода, включающего в себя регулируемыйэлектродвигатель и систему обратн ой связи , ос н овой которой являетсяи змерительныйпре образователь( ИП ) ,ранеен азывавшийся датчиком обратной связи (ДОС). В этих системах кромепряJ.vrого потока информации (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
