Пт. Май 24th, 2024

Числовое программное управление станком — управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные заданы в цифровой форме. Совокупность функционально взаимосвязанных и взаимодействующих технических и программных средств, обеспечивающих числовое программное управление станком, называют системой числового программного управления.

Числовое программное управление станками по технологическим признакам подразделяют на позиционное, контурное, адаптивное и групповое.

Позиционное управление — числовое программное управление станком, при котором перемещение его рабочих органов происходит в заданные точки, причем траектории перемещения не задаются. Такое управление применяют в основном в сверлильных и расточных станках для обработки плоских и корпусных деталей с большим числом отверстий.

Контурное управление — числовое программное управление станком, при котором перемещение его рабочих органов происходит по заданной траектории и с заданной скоростью для получения необходимого контура обработки. ЧПУ для контурной обработки позволяет осуществлять непрерывное управление скоростями рабочих движений инструмента относительно заготовки и обеспечивает их заданные положения в каждый момент времени в соответствии с профилем детали, т. е. обеспечивает автоматический обход режущего инструмента по заданному контуру детали. Для обработки плоских деталей используют системы контурной двух координатной, а для объемных деталей — трехкоординатной обработки.

Адаптивное управление — числовое программное управление, при котором обеспечивается автоматическое приспособление процесса обработки заготовки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям.

Групповое управление — числовое программное управление группой станков от ЭВМ, имеющей общую память для хранения управляющих программ, распределяемых по запросам от станков.

схема движения инструмента между опорными

Одним из основных элементов контурных ЧПУ является интерполятор — вычислительное устройство для определения координат точки, непрерывно движущейся по кривой с заданными параметрами. Интерполятор является важнейшим узлом всей системы числового управления, остальные ее узлы подготовляют для интерполятора информацию и преобразуют выдаваемые интерполятором электрические импульсы в сигналы управления приводами рабочих органов станка по соответствующим координатам. Интерполятор за время отработки одного кадра выдает по управляемым координатам определенное программой число импульсов. Другими словами, любой интерполятор интерполирует и обеспечивает взаимосвязь перемещений по координатам. На каждый импульс интерполятора привод соответствующей координаты осуществляет перемещение рабочего органа станка на величину одной дискреты. Для большинства станков дискретность равна 0,01 мм/импульс или 0,005 мм/импульс. На перфоленте траектория перемещения инструмента относительно заготовки задается значениями координат отдельных точек А, В, С, …, которые называют опорными (рис. 19.1). Характер движения инструмента между соседними опорными точками зависит от вида интерполяции. В современных системах ЧПУ применяют в основном интерполяторы двух типов: линейные, обеспечивающие перемещение инструмента между соседними опорными точками по прямым линиям, расположенным под любыми углами (рис 19.1, а), и линейно-круговые, реализующие такой характер управления, при котором инструмент между соседними опорными точками может перемешаться как по прямым линиям, так и по дугам окружностей (рис. 19.1, б). Для выполнения кругового движения в программе кроме координат опорных точек должны быть заданы координаты центров дуг окружностей.

В современных контурных системах ЧПУ команды на перемещение рабочих органов выдаются дискретно, в виде единичных кратковременных управляющих воздействий (управляющих импульсов). Интерполятор обеспечивает такое распределение во времени поступающих импульсов между приводами подач, при котором инструмент перемещается с максимальным приближением к заданной прямой (при линейной интерполяции) или к дуге окружности (при круговой интерполяции) с определенными шагами (участки ВС на рис. 19.1). Минимальное перемещение или угол поворота рабочего органа станка, контролируемое в процессе управления, называют дискретностью отработки перемещений.

При разработке программ для станков с линейными интерполяторами криволинейный контур, заданный на чертеже, заменяют ломаной линией (линия АВСD на рис. 19.1, а). Такую замену называют аппроксимацией контура. При аппроксимации точки ломаной должны как можно меньше отклоняться от заданного контура. Однако уменьшение этих отклонений приводит к увеличению числа опорных точек, а, следовательно, к возрастанию объема вычислений по определению их координат, к увеличению числа кадров на перфоленте. Возрастает общая длина перфоленты, которая может превысить допустимое значение для данного устройства ЧПУ, повышается вероятность возникновения ошибок при чтении перфоленты в процессе обработки и др. На практике число опорных точек принимают минимально допустимым, с тем чтобы их максимальное отклонение от заданного контура не превышало допуска б на аппроксимацию. Обычно δ = (0,1…0,3) ∆, где ∆ — чертежный допуск на размеры заданного контура.

Программирование для станков с линейно-круговыми интерполяторами более простое, поскольку в кадре программы записывают лишь координаты конечных точек дуги каждого радиуса и координаты центров этих дуг (например, точки В и С и О1 и О2 на рис. 19.3, б). Однако круговая интерполяция достаточно просто может быть использована только в том случае, если обрабатываемый контур задан участками дуг окружностей известных радиусов. Если же участок не является дугой окружности, то приходится или использовать линейную интерполяцию с аппроксимацией контура ломаной линией, или выполнять аппроксимацию криволинейного контура (например, параболы) участками дуг окружностей.

Системы автоматического управления (САУ). делят на разомкнутые, замкнутые и комбинированные.

Разомкнутые системы (рис. 19.2, а) характеризуются наличием только одного потока информации, направленного от устройства, считывающего программы, к исполнительному устройству. При вводе программоносителя в считывающее устройство на выходе его появляются командные сигналы. После необходимых преобразований электронный блок управляет шаговым двигателем и исполнительным устройством, которое перемещает рабочий орган станка в заданное положение. Соответствие действительного перемещения заданному при этом не контролируется. Звенья разомкнутой системы не охвачены обратной связью.

Числовое программное управление станком

Замкнутые системы (рис. 19.2, б) имеют два потока информации: один — от считывающего устройства, другой – от датчика действительного перемещения или положения рабочего органа. При считывании программы на выходе считывающего устройства появляются командные сигналы. После необходимых преобразований блок согласования направляет соответствующий сигнал в сравнивающее устройство замкнутой системы. Замкнутая система состоит из сравнивающего устройства, в которое поступают задающие сигналы и сигналы обратной связи, дешифратора и усилителя, исполнительного двигателя и датчика обратной связи. Роль датчика заключается в том, чтобы измерить действительное перемещение или положение рабочих органов и преобразовать его в соответствующие сигналы обратной связи. В сравнивающем устройстве сигналы обратной связи, характеризующие действительное перемещение, сопоставляются с сигналами, соответствующими заданию программы. При наличии рассогласования между ними на выходе сравнивающего устройства появляется сигнал, который после преобразования его, например, в напряжение поступает к двигателю и исполнительному устройству. Последнее перемещает рабочий орган станка в нужном направлении. Как только величина действительного перемещения станет равной величине заданного перемещения (рассогласование равно нулю), сигнал на выходе сравнивающего устройства исчезает и движение прекращается.

От content

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *