Файл: Технология металлов и других конструкционных материалов учеб. пособие.pdf

например суппорту токарного станка, столу фрезерного станка

и т. п.

Эффективность числового программного управления заключает­ ся в том, что программоноситель не связан с конструкцией станка, и поэтому изменение программы не требует существенной пере­ стройки станка.

Станки с числовым программным управлением позволяют повы­ сить производительность труда в три-шесть раз. Одновременно по­ вышается качество и стабильность размеров обрабатываемых де­ талей за счет снижения утомляемости рабочего-оператора и сни­ жения требований к квалификации станочников. Важным фактором является также сокращение сроков перехода на новую продукцию за счет уменьшения времени на переналадку станков.

Директивами XXIV съезда КПСС предусмотрен рост произ­ водства станков с числовым программным управлением за пятиле­ тие не менее чем в 3,5 раза.

Различают следующие системы числового программного управ­ ления:

1) по виду управления движения — позиционные, прямо­ угольные и непрерывные (контурные);

2)по виду программоносителя — системы с перфорированными лентами, перфорированными картами и магнитными лентами;

3)по типу привода — со ступенчатым, регулируемым, следя­

4)по количеству одновременно управляемых координат — по одной координате, двум координатам, трем координатам, четырем

иболее координатам;

5)по числу потоков информации — разомкнутые, замкнутые и

самонастраивающиеся системы.

Позиционные системы применяются в станках сверлильно-рас­ точной группы. Они характеризуются тем, что в соответствии с за­ данной программой обеспечивается положение -рабочего органа станка (например, координатного стола с деталью). Траектория дви­ жения инструмента от точки к точке задается так, чтобы время было минимальным.

Прямоугольные системы предназначены для обработки деталей с прямоугольными контурами (например, ступенчатых валиков на токарных станках, деталей прямоугольной формы на фрезерных станках). Траектория движения инструмента состоит только из от­ резков прямых, параллельных осям координат.

Непрерывные системы применяются в станках для обработки деталей сложной формы. Они характеризуются тем, что определяют траекторию режущего инструмента, необходимую для получения детали заданной формы. Эти станки различаются по количеству од­ новременно управляемых координат. Для обработки плоских де­ талей со сложным профилем применяются фрезерные станки с двух­ координатной непрерывной системой. Для обработки объемных де­ талей типа штампов применяются станки, оснащенные трехкоорди­ натной системой.

426

Находят применение также станки с программированием цик­ ла и режимов обработки (станки с цикловым программным управ­ лением). В этих станках при помощи программоносителей (штеккерные панели, перфокарты, перфоленты) программируются только цикловые команды (цикл работы станка, смена режимов обработ­ ки и т. д .).

Любая система программного управления состоит из следую­ щих основных узлов: узла программы, узла управления, исполни­ тельного механизма и во многих случаях узла обратной связи.

а

Программоносители, устройства для считывания программы и устройства для перемещения программоносителей образуют узел программы. Устройства для считывания в зависимости от типа про­ граммоносителя представляют собой набор щупов, фотоэлементов, специальных магнитных головок. По мере выполнения различных команд программоноситель Должен непрерывно или периодически перемещаться относительно считывающего устройства. Это осуще­ ствляется различными лентопротяжными механизмами или устройствами для периодических движений.

Для чтения программы, зафиксированной на перфокарте или перфоленте, применяются как контактные, так и бесконтактные ме­ тоды. При контактном методе перфорированная бумажная карта или лента 1 (рис. 268, а) лежит на поверхности контактной пласти­ ны 3. Контактные щетки 2, представляющие собой пучок стальных проволок, торцевая поверхность которых отшлифована под углом, опираются'на поверхность ленты. При чтении программы перфокар­ та и ее строчки подводятся к щеткам. Щетки, совмещенные с от­ верстиями перфоленты, соприкасаются с контактной пластиной, к которой подведен ток, и через эти щетки подаются электрические сигналы.

Более совершенной является схема с ощупывающим штифтом.

427

тоэлемент 4, а с другой стороны — электролампа 1 и линза 2. Осве­ щенный фотоэлемент подает электрический сигнал, который нужда­ ется в дополнительном усилении.

В узле программы все сведения и указания (информация), необ­ ходимые для выполнения технологического процесса, обычно пре­ образуются в электрические импульсы, которые направляются в узел управления. В узле управления команды, поступающие из узла программы, расшифровываются и перерабатываются с целью управ­ ления приводом исполнительных механизмов станка.

Рис. 270. Индуктивный датчик

У з л о м и с п о л н и т е л ь н ы х м е х а н и з м о в с т а н к а называется узел,

объединяющий все механизмы и устройства, выполняющие задан­ ную программу, например суппорт токарного станка, стол фрезер­ ного станка и т. п.

Блок-схема станка с разомкнутой системой (рис. 269, а) состоит из узла программы /, узла управления 2, исполнительного меха­ низма 3. Особенностью разомкнутых систем является отсутствие устройств для контроля выполнения команд. Эти системы отличают­ ся простотой, но дают меньшую точность по сравнению с замкну­ тыми системами.

Замкнутые системы (рис. 269, б) имеют дополнительный узел обратной связи 4. Функцию обратной связи обычно выполняют дат­ чики, связанные с движущимися частями станка (суппорт, ходовой винт и др.) и сигнализирующие о действительном перемещении ра­ бочего органа.

Индуктивный датчик (рис. 270) представляет собой точно из­ готовленный винт 1, выполняющий функции измерительной линей­ ки. Сердечником датчика служат две связанные между собой гайки 2 и 3, причем одна гайка смещена по отношению к другой на чет­ верть шага винта. Внутренний диаметр гаек несколько больше на­ ружного диаметра винта. Гайки движутся вместе со столом станка,

428

отсчитывая целое число шагов. Винт 1 может поворачиваться с зуб­ чатым диском 4, который жестко с ним связан. При вращении вин­ та зубья диска проходят мимо башмаков 5, укрепленных на станке. Зубчатый диск и башмаки образуют вторую измерительную систе­ му, отсчитывающую доли поворота винта, т. е. доли целого шага.

Таким образом, в рассматриваемом случае необходимо иметь две системы отсчета: одну для отсчета целого числа шагов (грубых перемещений), другую для отсчета точных перемещений в пределах одного шага.

Самонастраивающаяся (адаптивная) система управления

обеспечивает рабоху по заранее подготовленной (исходной) про­ грамме с автоматической корректировкой ее в зависимости от дей­ ствительных условий работы.

Замкнутые системы не в состоянии устранить всех погрешно­ стей, возникающих вследствие нежесткости заготовок, силовых и температурных деформаций СПИД, износа инструмента и т. д., так как в этих системах датчики обратной связи связаны с ходовым винтом станка или его столом.

В самонастраивающихся системах работа может протекать следующим образом: первая деталь обрабатывается по исходной программе, автоматически измеряется, и результаты измерения за­ поминаются устройством памяти станка; полученная информация используется блоком самонастройки для коррекции программы обработки следующей детали. Для этого блок самонастройки срав­ нивает результаты измерений с исходной программой. В отличие от замкнутой системы эта система оснащается дополнительными устройствами для получения информации о реальном протекании процесса резания для длительного поддержания таких режимов работы, которые обеспечивают оптимальное качество системы.

Программирование может быть ручным и автоматическим. При обработке сравнительно простых деталей применяется ручное программирование. При обработке объемных деталей сложной фор­ мы применяется автоматическое программирование.

Процесс ручного программирования деталей следующий.

1. Разрабатывается программа движений всех рабочих орга­ нов станка. Эта работа выполняется технологом-программистом, который намечает последовательность операций при обработке дан­ ной детали и подбирает, режимы резания и режущий инструмент в соответствии с технологическими возможностями станка. Все эти данные заносятся в технологическую карту обработки.

2.Заполняется специальная карта, куда заносятся координа­ ты опорных точек траектории движения инструмента и детали, а также другие дополнительные данные, например координаты цен­ тров кривых и т. п.

3.Оператор, согласно операционной карте, записывает коор­ динаты движения режущих, инструментов в виде «кода» на перфо­ карте путем пробивки соответствующих отверстий.

Для записи числа в десятичном коде необходим участок пер­ фокарты или перфоленты из 10 строк, которые занумерованы от 0

429