Файл: Станки с программным управлением..pdf

г р а т о р а .

Описанная и вписанная площадь. Для упрощенияДштегратора при- -

І = П — 1

нимаем Дл:= 1, тогда сумма Sn = 2 Уі- 1=0

При заданной точности, определяемой величиной е, может быть

найдена величина Ах, отвечающая условию хп і=л—1

Разность площадей, представляющих собой точное и прибли­ женное значения интеграла, характеризует ошибку данного метода интегрирования.

91

В описываемых интеграторах имеются два входа — вход прира­ щения подинтегральной функции Ау и вход приращения независи­ мой переменной Ах, а также выход приращения суммы (.интегра­ ла) As. Приращения Ах, Ау и AS в цифровых интеграторах представляются в виде импульсов, следующих в определенной по­

Уі- 1 прибавляем величину очередного приращения Ау; и находим значение функции в точке x t — уг.

Для выполнения этих действий в каждом цифровом интеграторе необходимо хранить значения подинтегральной функции уь полу­ ченную сумму Si и иметь возможность прибавлять к имеющейся сумме новое значение функции под воздействием сигнала прира­ щения Ах. В каждом цифровом интеграторе для этого используют­ ся два регистра: У-регистр для накопления величины подинтеграль­ ной функции и Д-регистр накопления суммы, состоящие из п раз­ рядов. Кроме того, в интегратор входят два суммирующих устрой­

ется к значению подинтегральной функции, хранимому в У-регист- ре. Для этого выход У-регистра и приращение Ау должны пода­ ваться на вход сумматора Смі. Выход сумматора Смі соединен с входом У-регистра. Под действием импульсов приращения Ах содержимое У-регистра прибавляется сумматором См2 к содержи­ мому ^-регистра. Для этого выходы У-регистра и /^-регистра долж­ ны быть соединены со входом сумматора См2, а выход сумматора См2 — со входом Д-регистра.

Процесс, выполняемый в интеграторах, практически сводится к систематическому последовательному перемножению содержимого У-регистра на единицу приращения независимой переменной Ах и к суммированию получаемых частичных произведений.

Все величины в ЦДА записываются условно числами меньше единицы. Следовательно, интеграл (сумма произведений) должен

где г I — величина очередного остатка, хранимого в /^-регистре.

92

а

Рис. 44. Схема соединений интеграторов для получений интерполяторов:

а— линейного; 6 — кругового.

Вкачестве сумматора приращений 2AS (переполнения инте­ гратора) в описанном интеграторе используются У-регистр друго­

го интегратора и угол поворота шагового двигателя.

При решении задач часто возникает необходимость в инвертиро­ вании переполнений, выдаваемых интегратором. Это предусматри­ вается в большинстве интеграторов. На схемах соединений интег­ раторов инвертирование обозначается знаком «—» (рис. 44,’ б).

Перед началом вычислений в У-регистры интеграторов вносят­ ся начальные условия, характеризующие значение функции, с ко­ торого начинают вычисления.

При линейной интерполяции в У-регистры интеграторов вно-

93

слтся информация о величине необходимых перемещений по коор­ динатам (величины X II Z).

Частоты на выходе интеграторов 1, 2 пропорциональны кодам" X и Z, поэтому траектория резца в плоскости X, Z представляет прямую линию. Интегратор 3 обеспечивает частоту итераций /„ ин­ теграторов 1, 2, т. е. скорость подачи (рис. 44, а).

Траектория конца резца будет представлять окружность, если информация о величине проекций на оси координат в течение всего пути окажется пропорциональной since и cosct (угол а изменяется в. пределах 0—2л).

Такую функциональную связь координат обеспечивают два ин­ тегратора.

Рассмотрим образование функции y = sinjc.

Первая производная этой функции y' = cos х, вторая производная: у" = — sin л. Функцию находим решением уравнения у" + у = 0.

При составлении схемы полагаем, что функция найдена и ее при­ ращения dy = —dy" поступают на вход Ду одного из интеграторов схемы, изображенной на рис. 44,6 (например, на вход интегратора 1). В результате интегрирования по независимой переменной и инвертиро­ вания переполнений на выходе интегратора «—» понижается порядокпроизводной и с выхода интегратора выдаются приращения первой производной функции с положительным знаком — (—у" dx) — dy’, т. е. приращения cosx.

Значение первой производной, представляющей собой функцию cos X, накапливается в У-регистре интегратора 2. В этом интеграто­ ре также понижается порядок производной, в результате чего на выходе образуются приращения самой функции y'dx— dy, подава­ емые по цепи обратной связи на вход Ду интегратора 1. Выходы интеграторов, т. е. приращения функции и ее первой производной (dy; dy') подаются на шаговые приводы подач, тем самым обес­ печивая движение по осям в функции sin и cos.

Требуемая частота выдачи импульсов подачи задается частотой суммирования, зависящей от частоты выхода переполнений в ин­ теграторе 3 числа подачи F. При каждой операции суммирования, задаваемой частотой генератора подачи (4, 4 кгц), код числа по­ дачи F в регистре У (ЗУ2) прибавляется к результату суммирова­ ния кодов подачи (Rs—ЗУЗ) в ^-регистре интегратора 3. Вследст­ вие этого импульс переполнения, выдаваемый при суммировании данных чисел, разрешает производство операции суммирования ко­ дов заданных перемещений.

Скорость сложения кодов подач и, следовательно, кодов пере­ мещений может регулироваться оператором в пределах 0—100% от заданной величины для получения наиболее выгодной подачи при обработке конкретной детали.

В устройстве ЭМ-907 все регистры выполнены на интегральных микросхемах К1ИР-441, запоминающих устройствах (ЗУ). В ЗУ-1 хранится информация кодов X, Z, F, 'считанная с ленты для следу­ ющей фразы (ЗУ буферной памяти). Код подинтегралы-юй функции интеграторов хранится в ЗУ-2. В качестве ^-регистров интеграто­

94

Глава т рет ья

Некоторые вопросы программирования и подготовки станков к работе

Широкое применение высокопроизводительных станков с ЧПУ позволит качественно изменить структуру машиностроительного предприятия, возложить на ЭВМ оперативное планирование произ­ водственного процесса и оптимизировать его диспетчирование. Резко возрастет мобильность производства. Если технологическая подготовка к освоению новой машины средней сложности обычно требует нескольких лет (изготовление оснастки, специального ин­ струмента и т. д.), то предприятию, оснащенному станками с ЧПУ, достаточно для этого нескольких месяцев.

На таких предприятиях подготовка технологии обработки де­ талей производится с участием квалифицированного инженера-тех­ нолога или с помощью ЭВМ, что обеспечивает более точный рас­ чет режимов, приближение их к оптимальным.

При использовании станков с ЧПУ значительно уменьшается вспомогательное время за счет автоматизации получения разме­ ров, смены инструментов, сокращения необходимых измерений де­ тали, а также повышается стабильность качества обрабатываемых деталей и снижается брак вследствие исключения ошибок, связан­ ных с утомляемостью.

Кроме того, происходит значительная концентрация операций на одной позиции, резко сокращается продолжительность общего оперативного времени, а следовательно, и стоимость самой трудо­ емкой детали, уменьшаются затраты на незавершенное производ­ ство.

Более широкому внедрению станков с ЧПУ в машиностроитель­ ное производство в какой-то степени препятствует сложившееся у многих специалистов представление о большой сложности подго­ товки управляющих программ. На самом деле трудности эти впол­ не преодолимы. В настоящей главе на примере обработки кон­ кретной детали последовательно излагаются этапы подготовки уп­ равляющих программ для токарных станков мод. 1А616ФЗ, КТ100А и 16Б16ФЗ. Это поможет получить общее представление о характере выполняемой работы и ее объеме.

96

однократного составления сложной развернутой программы быва­ ет достаточно для дальнейшей самостоятельной работы.

Выбор режимов резания, назначение переходов, базирование обрабатываемой детали при использовании станков с ЧПУ опреде­ ляются теми же требованиями, что и к токарным станкам с авто­ матическим циклом обработки.

При миогоинструментальной обработке на токарном станке с автоматизированным циклом наибольшую трудность обычно вы­ зывает точная настройка режущих инструментов на размер. При­ менение токарных станков с ЧПУ в значительной степени облег­

чает вьшОЛнбн'ие этого вида работ. Оснащение всех выпускаемых заводом станков с ЧПУ быстросменными резцовыми блоками поз­ воляет производить размерную настройку резцов вне станка на специальном приспособлении.

Такая настройка режущего инструмента исключает потери ма­ шинного времени, а включение в комплект станка достаточного ко­ личества резцовых блоков позволяет осуществлять разовую под­ готовку его на обработку различных деталей. Точность базирова­ ния резцового блока на резцедержателе 0,005 мм. Полученная точность установки резца с помощью приспособления 0,01 мм.

Важной особенностью современных токарных станков с ЧПУ является возможность введения коррекции на положение инстру­ мента, образующего наиболее ответственные размеры. В результате

.оператор может активно вмешиваться в процесс обработки и назначать смещение режущей кромки резца в прямом и обратном направлениях с дискретностью привода подач суппорта.

До появления в токарных станках с ЧПУ возможности вывода суппорта в фиксированное положение нулевой точки подготовка станка к работе, т. е. установка исходного положения режущего инструмента, представляла определенную трудность. От оператора требовалось выполнение пробных проходов, дополнительных про­ меров.

В станках мод. 16Б16ФЗ, 1П717ФЗи станке мод. ІАбІбФЗссистемой «Контур 2ПТ-71» вывод суппорта в нулевую точку выпол­ няется с точностью 0,01 мм. Процесс ввода суппорта в нулевую точку и вывод его из нулевой точки в исходное положение про­ граммы автоматизирован. В станках мод. 16Б16ФЗ и 1П717ФЗ, оснащенных системой «Программатор ЭМ-907», имеются широкие возможности для управления автоматическим циклом обработки детали и _отработки элементов управляющей программы. Можно отработать программу по отдельным кадрам, с технологическими остановками и без них, произвести ускоренную отработку програм­ мы, останов суппорта в любом месте без потери числовой инфор­ мации.

Все эти достоинства токарных станков, оснащенных новыми быстродействующими системами ЧПУ, существенно расширяют границы их эффективного использования. Если токарный станок с системой ЧПУ типа «ПРС-ЗК», «Контур 4МИ-68» или «Контур ЗП-68» может успешно применяться только на обработке деталей

со сложным контуром образующей, то станки с системой «Про­ грамматор ЭМ-907» достаточно эффективны и при обработке дета­ лей средней сложности в серийном производстве.

§ 1. КОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

При составлении программ для систем ЧПУ всю программи­ руемую информацию необходимо перевести с обычного языка в кодированный, т. е. выразить ее в виде адресов и цифровых вели­ чин. Адреса в зависимости от системы ЧПУ н типа станка обоз­ начают определенные функции (направление перемещения, вра­ щение шпинделя, подачу, смену инструмента и другие вспомога­ тельные функции), а цифры определяют параметры функций (ве­ личину перемещения, величину подачи, скорость вращения шпин­ деля, номер инструмента и т. п.).

Наибольшее распространение в отечественных системах ЧПУ получили системы кодирования БЦК-5, разработанные ЭНИМСом и ГОСТ 13052—67 в части латинского регистра, соответствующие коду ИСО-7 бит.

Буквенно-цифровой код БЦК-5 применяется для записи инфор­ мации в виде адресов и числовых величин на пятпдорожечной бу­ мажной перфоленте шириной 17,5 мм, для чего дорожкам 1, 2, 3, 4 соответственно приданы веса 1, 2, 4 и 8. Для кодирования любой числовой информации каждой цифре отводится поперек ленты строка с такой перфорацией отверстий на соответствующих дорож­ ках, чтобы сумма весов всех отверстий в строке равнялась коди­ руемому числу (табл. 2). Например, число 7 кодируется пробивкой отверстий на 1, 2, 3 дорожках, сумма весов которых равна 1+2+4 = 7. Адреса кодируются перфорацией отверстия на пятой дорожке, обозначающего признак буквы и определенной цифры в этой же строке перфоленты.

В коде БЦК-5 для обнаружения ошибок используется метод контроля правильности считывания информации по модулю 9 или 10 в зависимости от системы ЧПУ. Это значит, что в любом кадре сумма всех цифр и цифровых аналогов адресов дополняется До ве­ личины, кратной модулю, специальным контрольным числом, запи­ сываемым в начале кадра. В табл. 2 приводятся значения цифро­ вых аналогов адресов (Н — нуль, Е — единица, Д — двойка и т. д.) и рекомендуемые значения символов адресов.

Код ИСО-7 бит содержит значительно больше символов по сравнению с БЦК-5 в связи с использованием восьмидорожечной перфоленты шириной 25,4 мм, что позволяет увеличить объем про­ граммируемой информации. Вся информация в виде адресов (букв), числовых величин и вспомогательных символов кодируется перфорацией отверстий на семи дорожках перфоленты. Длд кон­ троля правильности считывания информации количество отверстий

98