Файл: Маталин, А. А. Многооперационные станки.pdf

нировании может быть произвольной, то стол и салазки движутся одновременно, причем скорости перемещений не связаны функ­ циональной зависимостью.

Так как при обработке деталей затраты времени на переме­ щение стола для установки в рабочее положение составляют су­ щественную часть вспомогательного времени, желательно осу­ ществлять установочные перемещения с возможно большей скоростью и минимальной затратой времени на остановку. Сохра­ нение высокой скорости вплоть до прихода стола в конечное по­ ложение нецелесообразно, так как возникающие в результате этого при выключении подачи силы инерции могут привести к перебегу стола далеко за требуемое положение или к созданию нежелательных напряжений в цепи подачи. В связи с этим необ­ ходимо обеспечить замедление скорости перемещения стола пе­ ред его остановкой. У большинства систем рассматриваемого типа предусматривается ступенчатое снижение скорости переме­ щения стола: быстрое перемещение на большей части пути и медленное (для точной установки) на оставшемся участке, пред­ шествующем достижению столов конечного положения. Большей частью переход от большой скорости к медленной производится не сразу, а постепенно — с двух-трех и даже четырехступенчатым снижением скорости перемещения. Скорость ускоренного хода ограничивается необходимостью обеспечить минимальный износ трущихся поверхностей соответствующих элементов станка, но непрерывно возрастает и в современных станках достигает

4000—10 000 мм/мин.

Скорость точного перемещения выбирается исходя из усло­ вия возможности мгновенного прекращения движения станка после прихода в требуемое положение, с обеспечением необходи­ мой точности остановки. В выполненных конструкциях станков с позиционным программным управлением скорость этого пере­ мещения составляет 0,2—3 мм/мин и определяется точностными и динамическими характеристиками станка и привода.

Получение различной скорости при ускоренном и установоч­ ном перемещениях достигается различными способами. Большей частью в этих целях система позиционного управления имеет регулируемый привод с большим диапазоном регулирования ско­ рости (до 2000—5000) в сторону уменьшения от номинальной. Иногда применяются два двигателя: один — основной для осу­ ществления быстрых перемещений и другой (большей частью постоянного тока и, реже, переменного тока или шаговый) для осуществления установочного перемещения.

В зависимости от требуемой точности позиционирования при­ меняются различные методы остановки стола в рабочее положе­ ние. Если точность остановки стола не имеет значения, например, при фрезеровании с выходом фразы за плоскость детали, приме­ няется торможение со скорости холостого перемещения до пол­ ного останова без промежуточных ступеней (рис. 71, а) с недо-

189

бегом либо перебегом. С применением ступенчатого торможения точность позиционирования повышается и приближается к ве­ личине одно-двух дискрет отсчета отсчетно-измерительной систе­ мы (рис. 71,6).

Для исключения влияния люфтов, натяга ходового винта и перекоса стола в направляющих на точность позиционирования стола и для получения более высокой точности позиционирова­ ния подвод стола к заданной координате производят всегда с одной стороны. При движении в противоположном направле­ нии стол на ускоренном ходу или большой подаче проходит за­

стола не было нарушено действием сил резания, на многих стан­ ках предусмотрен зажим стола в рабочей позиции. Для снятия напряжений кинематической цепи, приводящих к смещению ис­ полнительного органа после его остановки, применяются различ­ ные способы. К ним относятся реверс привода подачи на величи­ ну, соответствующую внутренним напряжениям и равную части люфта, освобождение опор силовых элементов привода или ос­ циллирующая составляющая в подаче.

190

Рис. 72. Блок-схема позиционного ЧПУ:

куда относятся узлы обслуживания и контроля, устройство счи­ тывания с перфоленты и приборы ручного ввода данных (напри­ мер, величины коррекции); центральный блок управления и памяти БУ; координатный блок К, в который входят все функ­

191

циональные элементы, непосредственно воздействующие на пе­ ремещение по осям координат станка. Обмен информацией между системой управления и станком осуществляется через блок УП.

Использование технических данных и функций станка требу­ ет в большинстве случаев расшифровки и промежуточного хра­ нения данных. Блок УП имеет существенно больше связей с си­ стемой ЧПУ, чем со станком. Все функции управления (рис. 72), связанные с координатными перемещениями (направление дви­ жения, включения привода подач и блокирование), перерабаты­ вают элементы 15, 16, 17, 18 и 19. Команды от пульта управления станка передаются через промежуточную схему 19 на управляю­ щее устройство 30 и выдаются оттуда или из памяти на станок. Элемент 20 соединяется с силовой сетью станка и управляет главным приводом.

Блок В составляется как стандартная конструкция из трех четко определенных групп: считывателя 40, узлов контроля и обслуживания 38 и узла коррекции или размера инструмента 39.

Узлы контроля и обслуживания в системах ЧПУ имеют сле­ дующие функции и особенности: а) пуск-останов станка; б) вы­ бор режимов работы; в) выбор координат и адресов; г) вид уп­ равления считывателем; д) зеркальная обработка; е) компенса­ ция положения начала координат; ж) информация о смене инструмента; з) нормализация элементов управления; и) ввод данных для позиционирования, причем информационный блок может быть расширен для ручного ввода; к) индикация значения

.координат, номера кадра программы, инструмента и т. д. Важнейшие задачи центрального управляющего блока БУ:

а) передача, запоминание и расшифровка информации из вход­ ных устройств; б) обработка и распределение данных; в) коор­ динация и наблюдение за согласованностью работы всех прочих функциональных групп; г) выдача и индикация данных на пуль­ те управления.

Блок программного управления 31 координирует переработ­ ку информации и распределение ее во всей системе, связывая почти все функциональные группы. От блока управления посту­ пают решающие сигналы: выбор вида обработки, координаты, а также сигналы о желаемом ходе программы. Состояние про­ цесса обработки от станка через блок УП и блок управления станком 30 поступает в блок программного управления 31. Туда же от блока считывания передается информация о наиболее важных программных функциях перфоленты (начало и конец программы, компенсация положения начала координат), а так­ же о функциях, определяющих тип требуемой переработки ин­ формации, например исходные размеры и размерные цепи. Из всех этих сигналов блок 31 совместно с так называемой приори­ тетной логикой образует сигналы для других функциональных групп.

192

Для управления считывателем служит блок 32. Принципиаль­ но важные сигналы на считывание приходят из блока 31\ блок 32 связывает приказы на чтение с контрольными сигналами про­ граммированной информации и придает им соответствующую для управления считывателем,форму. При приеме информации от запоминающего устройства блок управления считывателем управляет также приемом данных от буферного накопителя 33. Считываемая информация проверяется на четность (код ISO) или нечетность (код EIA), на запрещенные знаки, неправильную длину слов, а в ряде случаев также на синтаксис, т. е. на пра­ вильность следования управляющих знаков и информации.

Буферный накопитель 33 в будущем станет, вероятно, стан­ дартным узлом. Он необходим в первую очередь для связывания отдельных фраз с определенным временем чтения. Это время, составляющее при скорости чтения 300 знаков в 1 с (100— 200 мкм/с) может вызывать короткие перерывы в движении по­ дачи, что недопустимо, в особенности при фрезеровании или шлифовании. Считывание в буферный накопитель происходит со скоростью, синхронной считыванию с перфоленты; считывание нз накопителя происходит в 100—200 раз быстрее, что обеспечи­ вает непрерывность движения даже весьма быстроходных серво­ приводов.

§ 4. СИСТЕМА НЕПРЕРЫВНОГО ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Характерной чертой непрерывных систем программного уп­ равления является наличие функциональной зависимости между скоростями перемещений рабочих органов станка. Системы раз­ личают по количеству одновременно управляемых и взаимосвя­ занных координат.

Двухкоординатные системы программного управления дают возможность осуществить согласованные перемещения двух взаимноперпендикулярных или линейного и поворотного рабо­ чих органов. Если обозначить скорость одного из них vx, а дру­ гого Уу, то между значениями их и vy должна существовать функциональная зависимость vx = f(v y) или vy = f(v x). В зави­ симости от принятой для управления функциональной зависимо­ сти станки, оборудованные двухкоординатными системами, по­ зволяют вести обработку произвольных прямолинейных и криво­ линейных контуров, лежащих в одной плоскости. Автоматизация перемещения третьего направления в этих системах отсутствует. Часто такие системы называют контурными. Встречаются 2,5-ко- ординатные контурные системы ЧПУ (это название условно). Имеются в виду системы программного управления, у которых непрерывное управление перемещением может быть осуществле­ но только для двух направлений, а по третьему производится