ОБРАБОТКА НА ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКАХ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ РУКОВОДСТВО для подготовки шлифовщиков

7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТАНКАХ

С ЧПУ И ПРОГРАММИРОВАН ИИ

Основные особенности станков с ЧПУ. Обработка любой заготов­ки производится по определенной программе, задающей последова­тельность перемещений рабочих органов станка — На универсальных станках эта последовательность задается непосредственно рабочим с пульта управления. В последнее время такое «ручное управление» станками все меньше удовлетворяет требованиям современного про­изводства, так как оно утомительно, требует много времени, а каче­ство обработки в большой степени зависит от квалификации рабо­чего.

Для повышения производительности и качества обработки в ус­ловиях крупносерийного и массового производств применяют стан­ки-полуавтоматы, автоматы и автоматические линии, в которых программа обработки задается автоматически: упорами, профиль­ными кулачками, копирами, шаблонами и т. п. Основными характе­ристиками такого оборудования являются сложность переналадки, узкая номенклатура обрабатываемых деталей, высокая производи­тельность и точность обработки, изготовление в течение длительного времени одинаковых деталей без переналадки.

Для мелкосерийного и единичного производств такие средства автоматизации не подходят. Если они будут выполнены для узкой номенклатуры деталей, то будут простаивать, не окупятся в прием­лемый срок и при этом не смогут обеспечить требования мелкосерий­ного производства. Если же номенклатура будет достаточно широ­кой, то частые переналадки потребуют слишком много вспомога­тельного времени.

Таким образом, для мелкосерийного производства необходимы принципиально новые средства автоматизации, сочетающие в себе производительность и точность станков-автоматов с гибкостью уни­версального оборудования. В настоящее время эта проблема тех­нически решена на базе современной электроники н вычислительной техники путем создания оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), в котором программа обработки задается в ко­дированной (числовой) форме — отсюда и название «числовое управ­ление». Эта программа вводится в управляющее устройство, которое подает команды исполнительным органам станка.

Итак, станки с ЧПУ сочетают в себе свойства традиционных стан­ков-полуавтоматов и универсальных станков. Так же как полуавто­маты, станки с ЧПУ после наладки повторяют по программе все не­обходимые движения, не требуя при этом вмешательства рабочего; он лишь меняет заготовку, периодически проверяет размеры обрабо — тайной заготовки, при необходимости подналаживает станок и наб­людает за ходом процесса.

Общим для универсальных станков с ручным управлением и стан­ков с ЧПУ является простота переналадки и подналадки. Так, для переналадки станка с ЧПУ достаточно лищь ввести в устройство чис­лового программного управления новую управляющую программу.

Станки с ЧПУ имеют и дополнительные достоинства, отсутствую­щие у автоматического и универсального оборудования: очень высо­кие степень точности и стабильности результатов, не зависящие от качества изготовлен и я копиров и квалификации рабочего-стан очни­ка; возможность обрабатывать каждую конкретную заготовку по оп­тимальным режимам и рабочему циклу, отпадает необходимость в изготовлении дорогостоящих копиров, мастер-кулачков, сложнофа­сонных алмазных роликов и другого вспомогательного инструмента и оснастки.

Рабочий, обслуживающий шлифовальный станок с ЧПУ, должен быть не только высококвалифицированным станочником-универса — лом, но также владеть определенными навыками составления уп­равляющих программ. Иначе он не сможет контролировать выполне­ние программы, вносить необходимые коррекции и исправления, изменять технологические условия и режимы обработки. Более того, на многих шлифовальных станках с ЧПУ ввод управляющих про­грамм осуществляется непосредственно с пульта управления стан­ком, и квалифицированный оператор часто сам составляет и отлажи­вает программы.

Принципы числового программного упраления. Сущность чис­лового программного управления заключается в следующем. При составлении технологического процесса разрабатывают программу перемещений режущего инструмента относительно заготовки. Эта информация должна быть «понятной» станку — поэтому ее кодиру­ют, т. е. заменяют условной системой числовых обозначений. Про­грамма вводится в управляющее устройство станка, в котором эти данные преобразуются в соответствующие командные импульсы, а последние, с помощью управляющих механизмов, подают сигналы на приводы исполнительных органов станка.

В зависимости от применяемых систем управления программа может вводиться по-разному: набираться непосредственно с пульта управления станком, считываться с перфоленты или магнитной лен­ты, передаваться от управляющей ЭВМ по кабелю и т. п.

Одной из конструктивных особенностей механики станков с ЧПУ является применение импульсной системы управления с шаговыми двигателями, позволяющей исполнять программу обработки.

Особенность шаговых двигателей[11] состоит в том, что они работа­ют прерывисто, в виде малых перемещений определенной величины,

которые называются дискретами. На каждое такое перемещение тре­буется подача отдельного электрического сигнала —импульса. На рис. 8.1 показана схема числового программного управления кругло­шлифовальным станком с помощью шаговых двигателей продольной подачи ШДХ и поперечной подачи ШДг. Устройство для ввода про­граммы УВП считывает ее и подает сигнал в усилитель У, откуда они в виде электрических импульсов поступают к шаговым двигате­лям ШДХ и ШДг, осуществляющим заданные перемещения.

Количество импульсов, требующихся для передвижения рабочего органа станка на заданную длину, зависит от цены импульса, т. е. от величины дискреты — перемеще­ния инструмента, которое осущест­вляет шаговый двигатель за один им­пульс. Следовательно, для подготов­ки и ввода программы необходимо знать, сколько импульсов нужно по­дать на шаговый двигатель.

Пример. Для обработки вала на круглошлифовальном станке методом про­ходного шлифования задана следующая программа перемещений инструмента и за­готовки: поперечное перемещение az =

= 0,1 мм, продольное перемещение (пря­мой и обратный ход) ах = 80 мм.

Применяются шаговые двигатели с ценой импульса на поперечное перемеще­ние Аг = 0,001 мм и на продольное переме­щение Дх= 0,02 мм.

Определить, сколько импульсов требуется подать на шаговые двигатели ШДг и ШДХ.

Решение. Для определения требуемого числа импульсов необходимо разделить величину перемещения на соответствущую дискрету (перемещение за один импульс). Тогда на шаговый двигатель поперечной подачи ЩДг необ­ходимо подать:

az б, 1

Nz —=————- —-100импульсов,

Д* 0.001

а иа двигатель продольной подачи ШДХ:

,, ах 80

N х~— = “ГГ—’ = 4000 им пульсов.

Д* 0,02

Помимо количества импульсов необходимо знать частоту следования импульсов (количество ипульсов в единицу времени), так как от нее зависит подача S = vA.

Применение шагового привода упрощает систему управления и делает ее более надежной, но предъявляет высокие требования к точ­ности изготовления исполнительных механизмов, которые должны обеспечить прецизионное перемещение движущихся частей станка при подаче отдельных импульсов. Шаговые двигатели являются лишь исполнительными органами.

Отличительный признак станков с ЧПУ заключается в наличии системы программного управления. На рис. 8.2 показана принци­пиальная схема для общего случая программного управления. Сиг­нал из устройства для свода программы УВП поступает в устройство промежуточной памяти ПП. Это устройство необходимо для запоми­нания и хранения в течение заданного времени сигналов. Отсюда сигнал следует в сравнивающее устройство СУ. Работа его заключа­ется в том, что с помощью системы обратной связи сопоставляется величина перемещения, задаваемая программой, с фактической ве­личиной перемещения рабочего органа станка. До тех пор пока име­

ет место рассогласование, т. е. разница между указанными величи­нами, система работает. По окончании заданного перемещения срав­нивающее устройство вырабатывает сигнал, выключающий движе­ние рабочего органа. Таким образом сравнивающее устройство (по­добно активному контролю) образует систему обратной связи. Дви­жения исполнительных механизмов (ИМ) станка контролируются датчиками перемещения, вырабатывающими контрольные сигналы, которые с помощью устройства обратной связи (УОС) поступают в сравнивающее устройство, где сопоставляются с сигналами програм­мы. И только после того, как заданное перемещение будет выполне­но, подача импульсов прекратится. Для выполнения очередного движения от программы должен поступить следующий сигнал, зада­ющий величину и направление нового перемещения.

Во многих станках с ЧПУ предусмотрены устройства цифровой индикации (УЦИ), предназначенные для визуального наблюдения за текущими значениями контролируемого размера. Это позволяет оператору активно следить за выполнением программы, вносить не­обходимые коррекции и изменения. На рис. 8.3 приведена структур­ная схема простейшего УЦИ для отсчета перемещений рабочего ор­гана станка (каретки, стола, бабки, суппорта) с помощью измери­тельного преобразователя 2. Перемещение рабочего органа 1 преоб­разуется в электрические импульсы, число которых пропорциональ­но перемещению. Импульсы поступают в счетчик перемещений 3 и индицируются на цифровом табло 4, состоящем из набора десятич­ных индикаторов и дешифратора, преобразующего показания счет­чика в сигналы, управляющие индикаторами.

Таким образом, на световом табло УЦИ светящимися цифрами указывается значение координаты (перемещение рабочего органа); по мере перемещения рабочего органа происходит смена цифр на табло, и оператор проверяет в любой момент времени положение ра­бочего органа. Иногда УЦИ сообщает, на каком режиме (подача, ча­стота вращения) работает станок, или выдает другую информацию.

Учебно-производственное задание по теме

«Общие сведения о станках с ЧПУ»

Дайте ответы на следующие вопросы:

1. Что общего у станков с ЧПУ с полуавтоматами и универсаль­ными станками? В чем их принципиальные отличия?

2. Почему в станках с ЧПУ применяются приводы на шаговых двигателях и почему эти двигатели называются «шаговыми»?

3. Определите количество импульсов, которое необходимо подать на шаговые двигатели ШДЖ и ШДг (см. условие примера 8.1), если задана следующая программа перемещений: поперечное перемеще­ние aZl = 0,6 мм, продольное перемещение аХ! = 120 мм, попе­речное перемещение аи = 0,3 мм, продольное перемещение aXt = — 120 мм.

Цена импульса Л2 = 0,001 мм и Ах — 0,02 мм.

4. В чем назначение сравнивающего устройства в системе про­граммного управления?

5. Чем отличается схема программного управления от схемы ра­боты приборов активного контроля?

6. В чем специфика применения УЦИ в станках с ЧПУ?

ОБРАБОТКА НА ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКАХ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
0 votes, 0.00 avg. rating (0% score)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *