Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (862477), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Технологу-программисту необходимы не только технологические, но и специальные знания по математике и программированию. Существенной особенностью проектирования технологического процесса являетсянеобходимость точного определения траектории движения режущего инструмента в системе координат станка, а также увязка исходной точки обработки с положением заготовки и др.Исходя из технологических задач управления обработкой возможны следующие виды ЧПУ станком:позициоююе, при котором перемещение рабочих органов станка происходитв(рис.10.9, а).заданныеточки,причемтраекторииперемещениянезаданыОбработка заготовки (сверление, расточка отверстий и др.) проводится после ее установки (или инструмента) в заданную координату. По-zzохбагвРис.10.9.Управление перемещениями в отдельные позиции (а) , поконтуру параллельно осям координат( б),по контуру одновременнопо двум координатам (в), по контуру одновременно по трем координатам (г)341О.Системы программного управления металлоре:жущими станкамиэтому эти перемещения рабочих органов происходят на холостом ходу, который необходимо осуществлять на максимально возможной скорости.
Точность холостых (установочных) перемещений в основном должна быть оченьвысокой (особенно при расточке координатных отверстий). Обработка заготовок требует, как правило, применения большого количества режущих инструментов(сверл,зенкеров, зенковок, расточных резцов, разверток, метчиков), что ставит вопрос об их автоматической смене;контурное, когда перемещение рабочих органов происходит по заданнойтраектории и с заданной скоростью для получения необходимого контураобработки (рис.10.9,б-г), т. е. управление осуществляется в основном рабочими ходами. При этом обработка может проводиться инструментом, перемещающимся параллельно осям координат (по отрезкам) (см. рис.10.9, 6).В этом случае обрабатываемые участки профиля заготовки могут быть только параллельными осям координат.
Система ЧПУ может обеспечивать управление по всем трем координатам, но одновременное перемещение возможнотолько по двум любым координатам в разных плоскостях ХОУ,Это так называемое управление по2,5координатам (см. рис.XOZ, YOZ.10.9, в), когдауправление обработкой идет одновременно по двум координатам в плоскостиХОУ. Наконец, управление возможно одновременно по трем координатам(см. рис.10.9, г), что позволяет обрабатьmать заготовки со сложным объемным профилем (например, штампы, матрицы и т.
д.). В настоящее времяпрактически все станки с контурными системамиlllIYмогут обеспечиватьуправление одновременно по трем и более координатам;комбинироваю-юе, позволяющее проводить как контурное, так и позиционное управление станком. Такими системамиlllIYоснащают в основноммногоцелевые и специализированные многокоординатные станки с управлением по четырем и более координатам. На станках с такими системами ЧПУзаготовки обрабатываются большим количеством разного режущего инструмента, что требует его автоматической смены, а также высокой точности изготовления деталей.Системы ЧПУ станками могут быть с управлением приводами подач безобратной связи (разомкнутые) и с обратной связью (замкнутые).Разомкнутые системы ЧПУ строят на основе применения силовых илинесиловых шаговых электродвигателей.
В последнем случае шаговый электродвигатель используют в комплекте с гидроусилителем. Подавая на шаговый электродвигатель определенное количество импульсов, получаютзаданное перемещение рабочего органа станка (стола). Частота подачи этихимпульсовопределяетскоростьперемещения,а количествоимпульсов-величину перемещения.Однако вследствие отсутствия контроля действительного положения рабочего органа станка на точность его перемещения будут влиять погрешности шагового электродвигателя, гидроусилителя, передачи ходовой винт -10.4.Системы числового программного управления станками35гайка привода подачи.
Кроме того, шаговый электродвигатель не позволяетполучать высокие скорости перемещений рабочего органа на холостом ходу, поэтому разомкнутые системы ЧПУ в настоящее время применяют достаточно редко.Замкнутые системы ЧПУ (рис.10.10)строят на основе применения следящего привода, включающего в себя регулируемый электродвигатель и систему обратной связи, основой которой является измерительный преобразователь (ИП), называемый также датчиком обратной связи.2655Рис.6а10.10.Системы обратной связи с круговымвиmе (а) и с линейным ИПВрис.замкнутых10.10),4системахIllIна ходовом(6)кромепрямогопотока1информации( см.определяющего требуемое положение рабочего органа, имеетсяеще обратный поток2информации, определяющий действительное положение рабочего органа6.На основе их сравнения определяется и выдается сигнал управления3.Система управления получается более сложной, но обеспечивает высокую точность перемещения рабочего органа, а также высокуюскорость перемещения на холостых ходах.В замкнутых системах ЧПУ, приведенных на рис.косвенное измерение положения рабочего органавого ИП5, установленногона ходовом винте4.610.10,а, производитсястанка с помощью кругоЭта схема достаточно простаи удобна.
Габаритные размеры применяемого ИП не зависят от измеряемогоперемещения. Но при этом предъявляются высокие требования к точностнымпараметрам передачи ходовой винт -гайка, которая в этом случае не охватывается обратной связью. Применение в приводах подач станков с ЧПУточно изготовленных передач ходовой винт - гайка с трением качения и создание в них предварительного натяга для устранения зазоров и увеличенияжесткости позволяют широко использовать данные системы ЧПУ во многихстанках.Проблемой в этом случае остается влияние на точность перемещениянакопленной погрешности по шагу ходового винта, всегда образующейся приего изготовлении и не охватываемой обратной связью.
Однако при необходимости эта погрешность может быть измерена при изготовлении ходовоговинта и в последующем скорректирована с помощью системы ЧПУ.361О.Системы программного управления металлоре:жущими станкамиВ замкнутых системахлинейный ИП5.lllIY,показанных на рис.10.10, 6,применяетсяТакая система обратной связи обеспечивает непосредственное измерение перемещения рабочего органа6станка и позволяетохватить обратной связью все передаточные механизмы привода подачи,чем достигается высокая точность перемещений. Однако линейные ИПсложнее и дороже, чем круговые. Их габаритные размеры зависят от длиныхода рабочего органа станка. Установка линейного ИП на станке и его эксплуатация-трудоемкие процессы. На точность измерения такими преобразователями могут оказывать влияние погрешности станка (температурныедеформации узлов,погрешности их геометрических параметров,износнаправляющих).
Линейные ИП требуют хорошей защиты от попадания масла, СОЖ и стружки.Системы ЧПУ и, в частности, устройства ЧПУ в своем развитии прошлинесколько этапов, которые определялись уровнем развития электронной техники, представляющей разработчикам этих систем соответствующую элементную базу: релейно-контактную и транзисторную, микросхемы малой исредней степени интеграции, мини-ЭВМ и микропроцессоры. В результатепо структуре построения различают устройства ЧПУ двух видов: аппаратныетипа NC и программируемые, или микропроцессорные, типаCNC.Аппаратным, или устройством с жесткой структурой, называют устройство ЧПУ, алгоритмы работы которого реализуются схемным путем и не могут бьпь изменены после изготовления устройства.
Эти устройства ЧПУ(например, Н22, НЗЗ, «Размер-2М» и др.) широко применяли ранее дляОт станкаНа станок~Ц_и_ф~р-о-вь-1е~ ~Ц_и_Ф_р~о-вь_r_е~ ~-выходывходы-~ ,---------,МикропроцессорШина данныхУправлениеСоедиприводомнител ьноеподачизвеноМагнитнаякассетаСчитывающееустройствоПерфолента--ЕС)Рис.10.11.Общаяустройства ЧПУструктурная схема программируемого10.4.Системы числового программного управления станками37управления различными типами отечественных станков. В настоящее времяих не выпускают.Программируемым называют устройство ЧПУ, ашоритмы работы которого реализуются с помощью программ, вводимых в его память, и могут бытьизменены после изготовления этого устройства (рис.10.11).Принципиальным отличием программируемых устройств ЧПУ от аппаратных является их структура, соответствующая структуре управляющейЭВМ и включающая аппаратные средства и программное обеспечение, подкоторым понимают совокупность программ и документации на них для реализации целей и задач, вьmолняемых системой ЧПУ при управлении станком.
В состав программируемой системы ЧПУ входит одна или несколькомикроЭВМ, основой которых являются микропроцессоры. Поэтому эти системы ЧПУ называют также микропроцессорными, а при наличии нескольких микроЭВМ -мультипроцессорными.Общие технические требования на программируемые устройства ЧПУ иих классификацию устанавливает ГОСТ10.4.2. Системы21021-2000.координат станков с ЧПУ, кодированиеи запись информации УПОбработка заготовок на станке с ЧПУ производится автоматически в соответствии с заранее составленной УП, в которой заданы отдельные перемещения рабочих органов, несущих заготовку и режущий инструмент. Дляполучения требуемых размеров на заготовке ее положение в рабочей зонестанка должно быть строго координированным.
При этом необходимо учитывать виды движений рабочих органов станка (прямолинейные и круговые(поворотные)), положительные и отрицательные направления этих движений.Международный стандарткоординатинаправленийISO 841- 74устанавливает обозначения осейдвижений рабочихВ нашей стране был разработан ГОСТ23597- 79,органовстанковсЧПУ.который полностью соответствует данному международному стандарту. По этому стандарту на станкес ЧПУ может быть три линейных Х, У,(рис.10.12, а).Zи три круговых А, В, С координатыПри этом используют системы координат двух видов: прямоугольную и полярную.Указанный выше стандарт устанавливает обозначения осей координат инаправлений движений в станках с ЧПУ так, чтобы программирование операций обработки не зависело от того, что перемещается: режущий инструмент или заготовка.За основу принимают перемещение инструмента относительно системыкоординат неподвижной заготовки.
Положительное направление движениярабочего органа станка соответствует направлению отвода инструмента отзаготовки. На схемах станков направления движения рабочих органов, несу-1О.38Системы программного управления металлоре:жущими станкамиаРис.10.12.Обозначение движений в прямо-угольной (а) и в полярной(6)системах коор-динатщих инструмент, обозначают буквами без штриха, а несущих заготовку-буквами со штрихом. При этом положительное направление движения, обозначаемое буквой со штрихом, противоположно соответствующему движению, обозначаемому той же буквой без штриха.ОсьZопределена по отношению к шпинделю главного движения, т. е.шпинделю, вращающему инструмент в станках сверлильно-фрезерно-расточной группы, или шпинделю, вращающему заготовку в станках токарной группы. Движение по осиZв положительном направлении должно соответствовать направлению отвода инструмента от заготовки.Ось Х должна быть расположена предпочтительно горизонтально и параллельно поверхности крепления заготовки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
