ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИЗАЦИИ. ОПЕРАЦИЙ ПРОФИЛЬНОГО. ШЛИФОВАНИЯ

4.1. Системы управления при профильном шлифовании

Цикл профильного шлифования обычно включает следующие элементы: загрузка, базирование и закрепле­ние детали, быстрый подвод шлифовального круга, черновая и чистовая обработка, быстрый отвод шлифо­вального круга, правка круга, компенсация его износа, раскрепление и снятие детали.

Автоматизированное выполнение всех этих элементов требует применения системы управления, т. е. системы, обеспечивающей перемещение всех узлов станка (его исполнительных органов) в соответствии с заданным технологическим процессом. Среди задач управления можно выделить две задачи: 1) установление траекто­рии перемещения шлифовального круга относительно детали, необходимой для создания ее формы; 2) обес­печение заданных последовательности и скорости пере­мещения исполнительных органов станка (управление циклом обработки). Для управления операцией профиль­ного шлифования наибольшее значение имеет решение первой заточки ввиду сложной формы обрабатываемой поверхности.

На оптических профилешлифовальных станках управ­ление перемещением круга относительно детали осуще­ствляют в результате контроля шлифуемого профиля и профиля чертежа и ручного перемещения салазок шлифовального круга. Такое управление перемещением исполнительных органов утомительно для рабочего, не позволяет автоматизировать процесс обработки.

В рассмотренных нами профилешлифовальных стан­ках модели ЗП95, в станках для шлифования лопаток турбин модели ХШ6-01 применяют управление от копи­ров для создания необходимой траектории перемещения круга относительно детали, а также для создания траектории движения вершины алмазного карандаша относительно шлифовального круга (например, в зубо­шлифовальных станках, работающих по методу копиро­вания) для правки кругов по эвольвенте. Управление от копиров позволяет значительно облегчить условия работы при выполнении операций профильного шли­фования и автоматизировать процесс обработки. Су­щественными недостатками такого способа управления являются необходимость иметь сменные копиры для каж­дого типа изделий.

В зубошлифовальных станках, работающих методом обкатки, в резьбошлифовальных станках необходимого управления перемещением исполнительных органов станка достигают настройкой кинематических цепей. Сменными деталями при настройке являются зубчатые колеса, обкатные барабаны, делительные диски. Основ­ным недостатком этого способа управления является большое число сменных элементов.

Основные способы управления циклом шлифова­ния — управления по времени и по пути. Управление по времени производят при помощи кулачков, устанав­ливаемых на распределительном салу. Кулачки уста­навливают под углом друг к другу и каждый из них в определенный момент времени воздействует на тот или иной исполнительный механизм станка. Если надо уменьшить нагрузки на кулачки, то каждый исполни­тельный механизм получает отдельный электро — или гидропривод, а систему управления выделяют в отдель­ное устройство, называемое кулачковым командоап — паратом. При управлении по времени кулачковый командоаппарат состоит из равномерно вращающе­гося вала с регулируемыми кулачками, которые через определенные промежутки времени нажимают на переключатели, вызывающие включение того или иного привода.

При управлении «по пути» в зависимости от поло­жения одного из исполнительных органов включается движение другого. Сигналом для такого включения может служить замыкание или размыкание выключа­телей, вызывающих, в свою очередь, срабатывание реле и включение привода соответствующего исполни­тельного органа. Привод включают не сразу, а спустя определенное время или определенное число циклов движения другого исполнительного органа. Такое вклю­чение осуществляют путем использования реле времени или реле счета импульсов.

Так, в зубошлифовальных станках, работающих по методу копирования, делительные механизмы могут включаться после отсчета заданного числа двойных ходов стола.

В настоящее время в металлообработке (в профиль­ном шлифовании, в частности) все большее распростра­нение находят системы ЧПУ. Применение этих систем позволяет решать задачу управления траекторией пере­мещения механизмов станка и циклом обработки, т. е. последовательностью, размером и скоростью этих пере­мещений. При этом значительно расширяются техноло­гические возможности станка и существенно упроща­ется его наладка. В станках с ЧПУ согласованное пере­мещение исполнительных органов осуществляют от индивидуального привода, в качестве которого исполь­зуют шаговые электродвигатели или двигатели постоян­ного тока. Особенность их состоит в том, что каждому включению цепи питания соответствует поворот ротора двигателя на строго фиксированный угол. Режим ра­боты двигателей определяет блок управления, которым является ЭВМ или микроЭВМ. Описание последователь­ности и согласования действия приводов исполнитель­ных органов сообщается ЭВМ программой, под которой понимается совокупность предписаний, необходимых для выполнения технологического процесса. Программу записывают условным кодом на программоносителе в виде последовательности чисел. В качестве носителя программы используют перфорированные карты и ленты, магнитные ленты, диски, барабаны, панели управления с переключателями. Для записи чисел используют двоичную систему. Эта система основана на том, что любое число можно представить как сумму чисел, каждое из которых является степенью числа 2. Для записи любого числа в двоичной системе достаточно использо­вать два символа 0 и 1. При фиксации информации на программоноситель 0 указывает на отсутствие перфо­рации, намагничивания; 1 — наличие перфорации, на­магничивания.

Блок управления имеет оперативное и внешнее за­поминающие устройства (ОЗУ и ВЗУ). При наличии программного обеспечения ВЗУ содержит блоки стан­дартных программ. Такими программами могут быть задание траектории движения исполнительных органов по дуге окружности, отрезку прямой, эвольвенте; зада­ние координат начала и окончания движений и др.; задание всех параметров, определяющих цикл обра­ботки (черновой и чистовой припуски, черновые и чис­товые подачи, число выхаживающих проходов, переход к правке круга, компенсация износа круга при правке). Это позволяет выполнять ряд операций профильного шлифования без подготовки специальных программ, ис­пользовать имеющиеся программы и настраивать станок при помощи переключателей, расположенных на пульте управления.

Блок-схема ЧПУ перемещением одного исполнитель­ного органа показана на рис. 4.1. При считывании программы в блок управления поступают команды и импульсы, записанные на программоносителе с помощью информационных чисел. Для того чтобы получить тре­буемое перемещение исполнительного органа, блок управления посылает в цепь питания двигателя при­вода такое число импульсов, которое соответствует информационному числу. Поворачиваясь на заданный угол, ротор двигателя при помощи того или иного меха­низма (редуктора, винтовой передачи, гидравлического устройства) вызывает заданное перемещение на вели-
чину Sc исполнительного органа. Наряду с перемеще­ниями исполнительному органу передаются записан­ные в программе команды начала и конца движений, прямого и обратного ходов, остановки и другие вспо­могательные команды.

В качестве примера рассмотрим обработку профиля плоского кулачка на координатно-шлифовальном станке с ЧПУ. Заготовке кулачка передают движение круговой подачи с постоянной скоростью S3, а бабке шлифоваль­ного круга — следящую подачу в радиальном направле­нии со скоростью Sc (рис. 4.2). Требуемую следящую подачу рассчитывают по чертежу кулачка для опорных точек, т. е. точек, соответствующих равным промежут­кам времени движения заготовки. Для каждой получен­ной величины следящей подачи определяют информа­ционное число (число импульсов), которое записыва­ется в программе. Серии импульсов, соответствующие каждой опорной точке, посылают через равные про­межутки времени шаговому двигателю, и они обеспечи­вают требуемую следящую подачу. При ЧПУ управля­ющая программа при необходимости может быть в за­висимости от результатов обработки скорректиро­вана, а для перехода к обработке другой детали достаточно заменить программу, установив другой про — Sc граммоноситель, подобно тому, как меняют кассету в кассетном магни­тофоне. Благодаря удобству перена­ладки, станки с ЧПУ являются осно­вой гибких производственных ста­ночных модулей (ГП-модулей), вклю-

Рис. 4.2. Схема обработки плоского кулачка на координатно-шлифовальном станке с ЧПУ: Sc и S, — следящая и заданная

подачи

чающих наряду со станком автоматизированное загру­зочно-разгрузочное устройство, автоматическое устрой­ство для закрепления детали или приспособления с де­талью, накопитель для заготовок и обработанных деталей.

За годы двенадцатой пятилетки предполагается освоить выпуск 24 ГП-модулей шлифовальной группы. К ним относятся круглошлифовальные ГП-модули для обработки в патроне и центрах деталей диаметром до 200 и 280 мм Харьковского станкостроительного завода им. Косиора, плоскошлифовальный ГП-модуль Оршан­ского станкостроительного завода «Красный борец» с размерами стола 320 X 630 мм, шлицешлифовальный модуль Московского завода шлифовальных станков для обработки валов диаметром до 125 мм, длиной до 700 мм, автоматически переналаживаемый зубошлифо­вальный модуль с автоматическим вызовом управля­ющей программы этого же завода для обработки шес­терен диаметром до 320 мм, с модулем до 6 мм.

Updated: 28.03.2016 — 18:45