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

«строчная» подача с позиционным управлением. Такое управле­ ние иногда применяют при обработке на фрезерных станках.

Трехкоординатные системы программного управления позво­ ляют вести непрерывную обработку в трех направлениях, обеспе­ чивая необходимую функциональную связь между перемещения­ ми или скоростями трех рабочих органов станка.

Обработка особо сложных объемных детален связана с не­ обходимостью иметь возможность непрерывного управления не только поступательными перемещениями трех взаимно перпен­ дикулярных рабочих органов, но и поворотом деталей вокруг одной (четырехкоординатные системы) или двух осей (пятико­ ординатные).

Перемещения рабочих органов в непрерывных системах ис­ пользуются как для установочных движений, так и для подачи при резании. Холостые перемещения могут совершаться на зна­ чительные расстояния и для сокращения затрат времени долж­ ны происходить с возможно большими скоростями — такими же, как и при позиционном управлении. Рабочие подачи выбираются в зависимости от условий работы. Для обработки криволиней­ ных поверхностей между скоростями перемещения соответству­ ющих органов должна существовать нужная функциональная зависимость. Она может быть различной для разных участков обрабатываемой поверхности, имеющих различные геометричес­ кие параметры. Для удовлетворения этих требований привод подачи должен обладать возможностью бесступенчатого измене­ ния скорости в очень широком диапазоне, большим быстродей­ ствием и малыми динамическими и статическими погрешностя­ ми. Для этих целей в современном станкостроении широко при­ меняются гидравлические двигатели или тиристорные следящие

с контурными системами программного управления необходимо, чтобы в каждый момент времени обеспечивалось согласованное движение исполнительных органов станка по двум или больше­ му числу координат. Для этого информация должна поступать в систему управления непрерывно в соответствии с требуемым законом движения по каждой координате. Однако отличительной особенностью систем числового программного управления яв­ ляется то, что исходная программа в них всегда задается в виде отдельных числовых блоков информации или кадров, которые рассчитываются по чертежу детали только для конечного числа точек на ее поверхности. В системах непрерывного управления эти точки называются опорными. Они выбираются на обрабаты­ ваемой поверхности таким образом, чтобы была обеспечена требуемая точность изготовления детали. При этом заданная

194

верхности рельсового профиля, должны предъявляться более высокие требования — глубина допустимых де­ фектов на широких гранях слябов не должна превышать 3,6 мм. Наиболее нерациональной с точки зрения каче-

II /

Рис. 94. Допустимая глубина (на рисунке залито черным) поверхностных дефектов по периметру сечения исходно­ го слитка 875X770 дом (/), литого сляба 700X150 мм (//), литого (обжатого) блюма 280X320 мм {III) и промежу­ точной полосы 140X330 мм (IV)

ства поверхности головки и подошвы является технология производства рельсов из литых блюмов сечением 280X320 мм, равновеликих применяемым обжатым блю­ мам, получаемым из рельсового слитка. Глубина полно­ стью выкатываемых дефектов на гранях блюмов, обра­ зующих головку и подошву, составляет всего лишь 3,0—4,5 мм, т. е. она в два — три раза меньше глубины

190

интерполятор — вместе с системой управления, приданной к стан­ ку, или отдельно от станка. Если в первом случае интерполятор работает, как правило, в натуральном масштабе времени, то во втором, с целью экономии времени для записи программы на магнитные ленты, он может работать значительно быстрее, чем производится обработка детали на станке. В настоящее время строятся интерполяторы, позволяющие записывать программы на магнитные ленты со скоростью в 10—12 раз быстрее, чем про­ изводится обработка деталей на станке. К интерполяторам, встраиваемым в системы управления станков, предъявляются особо жесткие требования по надежности работы.

В зависимости от способа аппроксимации обрабатываемого контура в промышленности применяют линейные, линейно-круго­ вые и линейно-параболические интерполяторы.

Блок-схема непрерывной системы ЧПУ с одновременным уп­ равлением по трем осям (продольные и поперечные салазки и поворотный стол) показана на рис. 73. Функциональные группы системы те же, что и у позиционной системы (см. рис. 72): С, УП,

В, Б У и К.

Номера узлов 1— 17 и 29—40 непрерывной системы ЧПУ те же, что и в позиционной системе ЧПУ. Их наименование и наз­ начение были описаны. Некоторые номера узлов в непрерывной

Числовое сравнивающее устройство 41, 42 и 43, называемое также интегратором, получает импульсы от позиционных счетчи­ ков 23, 24 и 25, которые при непрерывном, управлении контроли­ руют участки интерполяции и осуществляют синхронизацию на опорных точках траектории. Устройства 41, 42 и 43 сравнивают импульсы от интерполятора 44, 45, 46 и линейных измерительных систем 23, 24, 25 и выдают соответствующую разность управля­ ющего напряжения. Они представляют собой числовую схему сравнения с присоединенной памятью, содержание которой есть мгновенные разности заданных и фактических значений напря­ жений. Эти разности вырабатывают после аналого-цифрового преобразования сигналы для управляющих и блокирующих эле­ ментов 15, 16, 17 сервоприводов, регулирующих движение соот­ ветственно по продольной и поперечной осям круглого стола; интерполяторы 44, 45, 46 осуществляют линейную интерполяцию соответственно по осям движения рабочих органов.

Сравнение приходящей последовательности составляющих импульсов от линейного интерполятора (44, 45 и 46) и линейных измерительных систем 23, 24, 25 происходит в зависимости от на­ правления движения с точностью одного импульса. Нормальная и максимально допустимая погрешность слежения устанавли-

196

вается, как правило, в интеграторе. По достижении этих границ выдается соответствующий предупредительный или выключаю­ щий сигнал для ограничения ускорений.

Усилители, устанавливаемые в цепях регулирования для обеспечения точности формообразования, должны обладать эк­ вивалентностью действия по любым осям, а сервоприводы — ли­ нейностью характеристик. Генератор 47 вырабатывает заданную частоту (рабочую) в соответствии с запрограммированной вели­ чиной подачи в мм/мин. Если один импульс частоты вызывает перемещение рабочего органа на 0,01 мм, то необходимо 100 им­ пульсов для перемещения на 1 мм. Если требуемая подача равна 500 мм/мин, то задающая частота должна быть 500-100 = 50000 импульсов в минуту.

Генератор 49 вырабатывает заданную (рабочую) частоту для нарезания резьбы, осуществляя подачу в мм/об. Трехосевой ин-

197

терполятор состоит из групп 47, 48, 44, 45, 46, обеспечивающих результирующую скорость движения инструмента строго посто­ янной независимо от углов наклона траектории его движения, по обрабатываемой поверхности детали, относительно координат­ ных осей.

Ранее рассчитанные и запрограммированные величины коси­ нусов углов наклона касательных к траектории движения инструмента относительно координатных осей влияют на рас­ пределение импульсов, вырабатываемых генератором 47.

Генератор импульсов подачи вырабатывает три точно соот­ ветствующие этим импульсам последовательности импульсов, распределенные по трем осям движения рабочих органов станка.

Описанная система осуществляет круговую интерполяцию благодаря мелкоступенчатому обходу инструмента относительно обрабатываемой поверхности по многоугольнику, причем расчет отдельных участков многоугольника или точек на дугах окруж­ ностей, между которыми затем производится линейная интерпо­ ляция, происходит в центральном расчетно-управляющем блоке.

Данные о четверти окружности единичного радиуса, состоя­ щие из последовательных участков многоугольника и векторов скоростей, содержатся в постоянном запоминающем устройстве 52 и могут быть считаны в функции угла наклона касательной к траектории относительно осей координат. Эти данные в цент­ ральном счетчике 51 умножаются на запрограммированный ра­ диус, а результат доставляется для линейной промежуточной интерполяции через встроенный распределитель 48 в генератор компонент импульсов 44, 45 и 46.

Расчет траектории движения центра инструмента также про­ водится в центральном блоке управления. Для определения ко­ нечной точки участка интерполяции траектории центра инстру­ мента необходимо вычислить составляющие радиусов по осям координаты точки касания инструмента с обрабатываемой по­ верхностью и затем вычислить значение программируемой коор­ динаты конечной точки. Для этого радиус инструмента из панели коррекции 39 через обменное запоминающее устройство 36, пе­ реключатель 35 и сумматор 37 заводится в счетчик и перемно­ жается с запрограммированным косинусом соответствующей оси из буферного накопителя 33 через распределитель 34 и сумматор 37. Результат далее прочитывается с учетом запрограммирован­ ных координат опорных точек. Это происходит в сумматоре 37, куда подводятся компоненты коррекции из распределителя 35 и через распределитель 34 значения координат из буферной памяти.

Скорректированное значение координаты конечной точки участка подводится через промежуточные запоминающие уст­ ройства 26, 27 и 28 координатного счетчика.

198