Разделы сайта

Читаемое

Обновления Nov-2017

Промышленность Ижоры -->  Станки механосборочного производства 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96

мами резания) я вопросами производительности оборудования. Программа вводится схемой коммутации управляющих аппаратов (с заранее согласованным и неизменным порядком их действия) или изменением частоты вращения вала многоскоростного приводного двигателя, изменением частоты вращения распределительного вала кулачков или заменой их профилей, регулированием скорости ведущего движения копира.

Наиболее часто используют бесступенчатое управление, в том числе управление воздействием вводимой информации на регулируемый или работающий в следящем режиме привод в станках с ЧПУ. При этом можно проводить корректировку (адаптивное управление режимами резания) или отрабатывать некоторые автоматические постоянные циклы (например, разгон - торможение, подход к точке позиционирования).

В настоящее время диапазон изменения скоростей движения исполнительных устройств, работающих с постоянным крутящим моментом, достигает величины I : 30 000 и, по-видимому, будет расти. Для этого применяют электрические (тиристорные) приводы с очень широким диапазоном регулирования скорости, снабженные большим числом обратных связей. В приводах подач все большее распросгранение получают высокомоментные двигатели постоянного тока, которые соединяются непосредственно с ходовыми винтами без дополнительной редукции или через одноступенчатую зубчатую передачу, повышающую равномерность вращения винта при малых частотах. Высокомоментные двигатели достаточно устойчиво могут работать при частоте вращения менее 1 мин и допускать 10-кратную перегрузку по моменту при малых частотах вращения.

Отметим, что использование механических редукторов в приводах главного движения непрерывно сокращается, а сохраняющиеся коробки передач упрощаются за счет уменьшения числа ступеней механических передач и установки регулируемых двигателей.

Управление направлением и последовательностью движений, самостоятельными циклами и вспомогательными командами. Направление и последовательность движений относятся к цикловым командам. В системах управления механического типа с контролем по пути направление и последовательность движений программируются как неизменяемая часть информации при разработке и монтаже собственно схемы автоматики (электро-, гидро- или пневмоавтоматики), определяются профилем и направлением движения кулачка или копира. Всякие изменения цикловых команд связаны с переделкой схемы управления или изготовлением новых кулачков или копиров.

При числовом управлении программа зависит от вводимой в символическом виде информации и поэтому может легко и быстро изме-1 няться. В таких системах достаточно просто автоматизируются отдельные элементы цикла, например, поиск кратчайшего расстояния до сменяемого инструмента, находящегося в инструментальном ма- газине (выбор направления его поворота), автоматический выбор! направления движения при позиционировании в зависимости от ий-1

формации, поступающей от программы и датчика пути.

Системы числового управления могут фиксировать (запоминать) цикловые команды с соответствующими алгоритмами управления, которые в некоторых случаях можно перепрограммировать с помощью изменения программного (математического) обеспечения, применяемого в системах с мини-ЭВМ.

§ 3. ПРОГРАММОНОСИТЕЛИ. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ И КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

С достаточно большой уверенностью можно полагать, что с развитием систем автоматического проектирования (САПР) в машиностроении источником информации об обработке для систем числового управления станет не только графическое изображение изделия, но и различные формы сообщений (записи) параметров детали с помощью символов.

При ручном управлении рабочий, пользуясь исходной информацией, по чертежу создает программу обработки и передает информацию о необходимых действиях иа соответствующие органы управления станка.

В станках с автоматическим управлением механического типа на стадиях подготовки производства (в-инструментальных цехах) и при наладке оборудования исходная информация преобразуется в новый вид, пригодный для ее непосредственного восприятия станками. Программоносителями такой информации становятся различные аналоги перемещений: упоры и конечные выключатели, расставг ленные на расстояниях, соответствующих размерам обработки, кулачки, устанавливаемые на распределительный вал, или копиры с профилями, обеспечивающими перемещения на точные величины, т. е. информация о размерах обработки преобразуется в физическую модель (аналог), которая копируется в процессе работы станка. Такого рода программоносители называют механическими или аналоговыми.

Программоносителями могут являться различные по своей конструкции командоаппараты. Для программирования пути перемещения их необходимо кинематически связывать с устройствами станка, путь которых программируется. В тех случаях, когда командоаппа-рат выполнен в виде коммутаторного пульта, он, снабженный специальной схемой управления, может быть использован для ввода цикловой информации.

Своеобразно выглядит программоноситель в механических системах, когда программирование сложного формообразования осуществляется Б результате установления передаточного отношения кинематических связей между рабочими органами станка. Информация о передаточных отношениях (программа) вводится с помощью настраиваемых гитар.

Другим способом преобразования исходной информации в вид, доступный для управления станком, является перевод ее в символы (кодирование) и создание при этом числовой модели обработки.



При использовании современных электронных систем управления оператор может вводить исходную информацию непосредственно в память запоминающего устройства. В этом случае память стано-сится программоносителем. Программа также может быть записана на внешнем программоносителе заранее. Такая информация считы-вается и затем преобразуется в управляющие команды, воздействующие в заключение на различные исполнительные приводы объектов управления.

Сопоставим информацию о перемещениях, извлекаемую из первоисточника (например, чертежа) об обработке или считываемую с программоносителя, с информацией, поступающей от датчиков о фактических действиях (перемещениях), а в итоге о косвенных результатах обработки готового изделия. В идеальном случае указанные два потока информации (прямой и обратный) должны полностью совпадать. В действительности этого не бывает, но величина рассогласования, от которой управляется следящий привод, при пересчете на перемещение должна укладываться в допуск, задаваемый на обработку.

В электронных системах имеется устройство управления, назначение которого кроме интерполяции (если система контурная) работать с сигналами прямого и обратного потоков информации, а именно заниматься чтением, запоминанием, передачей информации, различными вычислениями и управлением приводами. В незамкнутых системах назначение устройства управления ограничивается переработкой прямого потока информации и выработкой сигналов, управляющих приводами дозированных перемещений (с априорной информацией о величине перемещения, связанной с подаваемым числом импульсов); обычно это шаговые двигатели.

Можно указать и другие потоки информации, перерабатываемые устройством управления, например, связанные с цикловыми командами, коррекцией и адаптивным управлением, цифровой индикацией перемещений и др. В системах управления могут быть также потоки информации локального значения, не влияющие на общую структуру управления, как, например, местная обратная связь в различных усилителях приводов исполнительных устройств.

При использовании перфолент в качестве программоносителей и выборе кодов для записи информации об обработке применяют восьмидорожковую ленту шириной 25,4 мм (1 дюйм) и код IS0-7 bit, в основу которого положена двоичная система счисления (1 бит соответствует одной единице информации). В некоторых случаях программоносителями могут быть магнитные ленты, гибкие магнитные диски или блоки памяти с клавишным вводом информации Наличие сигнала записывается иа программоносителе пробивкой отверстия, магнитным штрихом или состоянием ячейки памяти j и соответствует единице кодовой информации. Пропуск записи] соответствует нулю кодовой комбинации или отсутствию сигнала.

Минимальный объем информации, занимающий несколько поперечных строк на ленте (например, скорость, номер кадра или инфор-; мация, определяющая одно перемещение), составляет слово. Не-

сколько слов, содержащих полную информацию любого законченного технологического перехода (например, обработка участка детали каким-либо инструментом с определенными режимами резания), обозначается кадром. Условная запись структуры (длины сЛов) и расположения слов в кадре управляющей программы с максимальным числом слов устанавливается форматом кадра.

Для кодирования цифр, знаков и заглавных букв всего латин-шюго алфавита, а также признаков всех составляющих частей кода IS0-7 bit использованы семь двоичных разрядов (7 бит).- Запись числовой части информации производится в двоично-десятичной системе счисления (каждый разряд десятичного числа представлен двоичным числом). Признаками записи чисел или букв являются пробивки отверстий на 5, 6 и 7-й дорожках. При записи информации на ленту применяется адресный способ и запись производится участками переменной длины вдоль ленты - кадрами, при котором числовому значению информации предшествуе:т знак адреса, определяющий принадлежность этой информации, соотзетствующей команде управления. В каждом кадре программы записывается только та информация, которая изменяется по отношению к предыдущему кадру.

Для проверки правильности информации каждая строка ленты (одна кодовая комбинация, располагаемая поперек ленты) автоматически и иа многих стадиях передачи информации контролируется на четность числа единиц (пробивок на ленте). Для контроля четности используется восьмая дорожка ленты, на которой в случае нечетной кодовой комбинации автоматически пробивается дополнительное отверстие. Между третьей и четвертой дорожками при перфорировании ленты пробиваются отверстия меньшего диаметра. Эту дорожку называют транспортной или дорожкой синхросигнала (тактирующей), обеспечивающего более четкое чтение информации.

В коде ISO даны следующие рекомендации по применению букв, сокращенных слов и знаков: А, В или С - вращение вокруг осей X,

Y или Z или осей, параллельных им; F - подача; G - подготовительная функция, определяющая режимы работы устройства ЧПУ; I, J, К - начальные координаты (соответственно по осям X, Y, Z) дуги окружности относительно ее центра; М - вспомогательная функция, осуществляющая специальные технологические команды; N - номер кадра; Р, Q или R - функции перемещения (третичного) или ускоренный ход параллельно осям X, Y или Z; S - скорость главного движения; Т - номер инструмента; U, V или W - функции перемещения (вторичного) параллельно осям X,

Y или Z; X, Y или Z - перемещения по осям X, Y или Z; -- направление перемещения; % - начало программы; (- отключение управления (информация на ленте не воспринимается устройством ЧПУ); ) - включение управления; NUL (пус) - пусто, используют для заполнения перфоленты; BS (ВШ) - возврат иа шаг, вызывает перемещение позиции печати текста на один шаг назад вдоль строки; НТ (ГТ) - горизонтальная табуляция, перемещение позиции печати к следующей позиции вдоль строки; LF (ПС) - конец кадра, пере-




Рнс. 21.7. Направления движений инструмента и заготовки

ВОД строки, перемещение позиции печати текста к следующей строке; CR (ВК) - возврат каретки, возврат позиции печати к началу той же строки; SP (пробел) - сдвиг каретки на шаг; DEL (ЗБ) - забой, строка не читается.

Международная организация ISO также рекомендует выбор направлений осей координат и поворотов вокруг них (рис. 21.7). Соответствующие движения инструмента на станке обозначают буквами X, Y, Z, А, В, С. При перемещении заготовки направления изменяют на противоположные и обозначают буквами X, Y, Z, А, В, С. Ось X располагают всегда горизонтально, а ось Z сов-

вмещают с осью шпинделя.

Считанная с первоисточника информация по мере ее продвижения по каналам связи и блокам устройства управления претерпевает ряд превращений: считывание информации с чертежа и ввод ее оператором в блок записи программы; при оперативных системах управления ввод непосредственно в устройство управления осуществляется в привычной для человека десятичной системе счисления. Далее используется чаще всего двоичная система счисления, как наиболее экономичная для записи в память и удобная при различных действиях с числами. Затем информация преобразуется в унитарный код, как наиболее простой для управления двигателями.

Унитарный код представляет собой единичную систему счисления. Он удобен тем, что любому числу, характеризующему перемещение, соответствует эквивалентное число единичных сигналов (импульсных посылок). Преобразование кодированной информации в унитарный код обычно осуществляется интерполяторами.

Если управление приводами ведется непрерывным (аналоговым) сигналом, например, напряжением, то дискретная (числовая) информация преобразуется в соответствующую форму сигнала, необходимую для управления. В зависимости от вида применяемого датчика пути (дискретного или аналогового) форма информации, поступающей от него, изменяется так, чтобы ее можно было сравнивать с сигналами, поступающими от программы, или наоборот. Для этого предназначены блоки-преобразователи цифра-аналог и аналог-цифра . Вся перекодировка сигналов совершается автоматически на разных стадиях движения потоков информации управления.

§ 4. ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ТИПА

Наиболее распространенными системами такого класса являются рефлексные системы, работающие с контролем по пути (или с активным контролем) или другими меняющимися параметрами

<по скорости, времени, току, давлению, мощности), т. е. действующие в функции технологической готовности. Это замкнутые системы с потоком информации о фактическом состоянии исполнительных устройств. Также большое распространение, но для сравнительно мелких деталей типа тел вращения имеют кулачковые (незамкнутые системы) с распределительным валом, синхронизирующим (суммирующим) движения узлов.

Кулачковые системы с распределительным валом являются самыми надежными из систем механического типа. Копировальные системы получили распространение для обработки средних по размеру деталей с плоским и объемным криволинейным профилем с управлением по одной (вторая независимая), двум или трем координатам. Системы применяют при автоматизации серийного производства. Для повышения производительности иногда изготовляют станки, обрабатывающие параллельно несколько одинаковых деталей от общего программоносителя. Для сложных копировальных систем наиболее важным звеном является усилитель сигнала управления, от которого во многом зависит точность обработки. Недостатками таких систем являются невысокая надежность, сложность и большая трудоемкость изготовления программоносителя (копира).

Системы с контролем по пути имеют развитую автоматику, выполняющую цикловые команды. Такие системы широко распространены среди агрегатных станков и автоматических механизмов с неизменяемым циклом работы (например, манипулирующие устройства). При разработке цикла пользуются циклограммой, являющейся частью программы, на которой указывают во времени все моменты изменения состояния системы управления и проставляют индексы участвующих в работе аппаратов. Управление циклом кроме исполнения со стационарной схемой может быть построено как универсальное цикловое управление.

Системы управления с контролем по пути конструктивно достаточно просты, обеспечивают дистанционное управление и сравнительно простую переналадку станка, могут иметь неограниченные по расстоянию перемещения. Однако время переналадки значительное, значит, и стоимость ее высока, усложнен контроль ввода информации о величине перемещения (необходимы пробные обработки), а главное, невозможно получение сложного формообразования. Обработка криволинейных поверхностей невозможна, так как система управления позиционная. (Отсутствие управления исполнительными устройствами непосредственно в процессе их движения затрудняет синхронизацию их работы.) Два потока информации увеличивают количество управляющей аппаратуры, что может снизить надежность, а иногда и точность. На точность обработки может влиять время срабатывания управляющей аппаратуры и свободный выбег исполнительного устройства.

Для повышения точности практикуют снижение скорости исполнительного узла при его подходе к запрограммированной точке останова (обычно применяют при позиционировании, т. е. при установочных перемещениях). Применяют также снижение кинетической



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96

© 2003 - 2017 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка