ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Системы с цифровым программным управлением из "Основы автоматизации технологических процессов в машиностроении " Последний период развития систем автоматического управления характерен созданием наиболее гибких систем с цифровым программным управлением (фиг. 63, а). Основной особенностью этих систем является применение программоносителей в виде перфорированных карт, лент, кино-или фотопленки, магнитной ленты. Запись программы производится с помощью разного рода перфораторов, фотоэлектрических и магнитных головок и другими способами, в том числе с помощью электронных вычислительных машин. Программа подготовляется обычно очень быстро. Стоимость записи программы при определенных условиях также сравнительно невелика. Поэтому применение цифрового программного управления становится экономически эффективным даже в условиях мелкосерийного и опытного производства. [c.113] Подготовленная программа прочитывается специальным устройством командоаппарата, который в соответствии с заданной программой выдает слабые импульсы на управление станком. Эти импульсы поступают в усилитель, где преобразуются в мощные команды, передаваемые управляющему органу станка. [c.113] Д — двигатель Г— трансмиссия У — узел управления ЯО — исполнительный орган Я — программа ЯУ — прочитывающее устройство У и Я — усилитель и преобразователь импульсой. [c.114] Направление и скорость следящей подачи изменяются в со-ответствии с программой, записанной на киноленте. На ленте имеются три продольные параллельные дорожки с поперечными темными и светлыми черточками. На первой записана програм-ма изменения направления следящей подачи. Черные черточки соответствуют направлению подачи на фрезу, светлые — от фрезы. Вторая дорожка служит для управления частотой изменения подачи, а третья — для управления скоростью подачи. [c.116] Черные и белые черточки наносятся на киноленту на специальной программирующей установке. Лента вводится в узел программы, где протягивается роликами между источником света и фотоэлементами — фотоэлектрическими датчиками Ф. Таких датчиков три, по числу дорожек на ленте. В зависимости от того, попадет ли свет от лампочки на фотоэлемент, датчик подает нужный сигнал в усилитель, откуда поступает команда узлу исполнительных механизмов. Этот узел обеспечивает следящую подачу стола станка в соответствии с заданной программой. [c.116] Исполнительные механизмы работают так двигатель следящей подачи вращает конические шестерни, связанные с электромагнитными муфтами М1 и М2. Если включить муфту М), ходовой винт В получит вращение в одну сторону, если включить муфту М2 — в другую сторону. Таким образом, переключение муфт обеспечивает быстрое изменение направления следящей подачи без изменения направления вращения двигателя Д . Винт В связан через дифференциал К с анкерными колесами Ах и А2, которые затормаживаются анкерами и удерживают винт от вращения. Чтобы повернуть винт, нужно заставить качаться один из анкеров. Для этого служат электромагниты Э1 и Э2. Если включить одну из муфт и электромагнит Эи левый анкер качнется, а двигатель Д повернет винт, шестерни дифференциала 1, 2 и. 3 и анкерное колесо А на один шаг его зубьев. Так как анкерное колесо Лг при этом заторможено, то его ось, а значит, и ось сателлитов (водило) 2 останутся неподвижными. При срабатывании правого анкера (левый неподвижен) винт поворачивает шестерню 1, которая заставляет сателлиты 2 обкатываться по неподвижной шестерне 3 и поворачивать водило и анкерное колесо Л 2. [c.116] В системе управления имеется обратная связь, предназначенная для проверки выполнения заданной программы. Два датчика обратной связи отсчитывают число срабатываний анкеров. Отсчет ведется по зубчатым дискам. У каждого из них число зубьев равно числу зубьев соответствующего анкерного колеса. Датчики обратной связи подают сигналы в узел управления,, где сравнивается число срабатываний ходового винта с числом срабатываний, предусмотренных программой. Если эти числа не совпадают, автоматически подается корректирующий сигнал, вызывающий дополнительное срабатывание электромагнитов анкерного устройства. [c.117] Чтобы лучше понять, как работает станок, обратимся к фиг. 65, а. На ней изображен кулачок, который требуется обработать на фрезерном станке. Как было сказано, обработка ведется с использованием двух подач задающей — вращение заготовки и следящей — перемещение заготовки к фрезе или от нее. Теперь для наглядности условимся, что заготовка только вращается, а фреза может приближаться или отдаляться от центра вращения заготовки. [c.117] Тогда заданный контур можно получить так. Пусть фреза находится в точке А (как показано на схеме). Начнем поворачивать заготовку со скоростью задающей подачи, 5 , и как только она повернется на угол а, фреза попадет в точку Б. Включим следящую подачу и отодвинем фрезу в точку В. После поворота заготовки еще на такой же угол отодвинем фрезу в точку Г и т. д. до точки Е. В результате получим ступенчатый контур АР, сильно отличающийся от заданного . Причем на участках АВ и ДЕ отклонения невелики, а на других участках очень значительны. Уменьшить эти отклонения можно, чаще включая следящую подачу,— это сделано на участке ЕИ. Заметим, что частота включения на участках ЕЖ, ЖК и КИ различна — на участках, где радиус кривизны контура больше, частота включения может быть меньшей. Для того чтобы получить разное радиальное перемещение фрезы в различных точках контура, будем менять скорость следящей подачи. И еще одно замечание. Направление следящей подачи на участках АЕ и ЕИ различно, а на участке ИА следящая подача вообще не включается. [c.117] После сказанного должно быть ясно назначение механизмов, станка и дорожек программы. [c.117] Можно определять положение отдельных точек и по отношению к предыдушим, т. е. именно так, как это будет получаться при работе станка. Тогда, например, положение точки Г определится углом а и расстоянием ВхГ. Имея это в виду, нетрудно понять, что. черточки, которые нанесены на ленту, как раз и представляют условное, зашифрованное изображение тех чисел и цифр, которые определяют положение последовательных точек траектории движения инструмента. Отсюда и термин — циф-ровоепрограммноеуправление. [c.119] А теперь можно сделать некоторые выводы, важные для понимания структуры различных систем программного управления. [c.119] Для того чтобы обработать какую-нибудь деталь, прежде всего нужно на основе чертежа детали определить координаты характерных точек и подготовить программу обработки в цифровом виде. Затем программу нужно зашифровать и нанести на киноленту, бумажную карту или на другой программоноситель в виде каких-либо условных изображений, удобных для дальнейшего пользования. После этого программа вводится в станок, где вновь расшифровывается или, как образно выражаются, прочитывается, преобразуясь в ряд команд, которые в нужной последовательности подаются через усилитель в узел управления станком. [c.119] Первоначальную подготовку программы в цифровом виде обычно производит инженер-технолог. Иногда для этого используют электронные вычислительные машины, с большой скоростью вычисляющие координаты характерных точек заданного контура детали. Зашифровывают программу с помощью специальных машин или несложных приспособлений. Все остальные действия, связанные с расшифровкой и выполнением программы, выполняются автоматически устройствами, входящими в оборудование станка. [c.119] Системы цифрового программного управления могут выполнять. различные функции. В рассмотренном выше примере система обеспечивала перемещение исполнительных органов по сложной криволинейной траектории. [c.119] Еще один типичный пример приведен на фиг. 66. Здесь система управления служит для последовательной установки координат. Такие системы характерны для расточных и сверлильных станков. Положение отдельных точек — центров об- рабатываемых отверстий —при подготовке и выполнении программы определяется в прямоугольных координатах. Начало координат Ох может быть выбрано на детали или на станке. В том и другом случае должны быть известны расстояния Б и Бг-Так, если точка О выбрана ша станке, то раюстояния Б и Б2 должны обеспечиваться конструкцией станочного приспособления или выверкой. [c.120] Обработка ведется в таком порядке инструмент устанавливается в положение против центра отверстия ) путем автоматического перемещения на расстояния X, и У] относительно выбранного начала координат. После обработки отверстия 1 инструмент получает перемещения Хг и Уг и совмещается с осью отверстия 2, а затем и отверстия 3. Заданные положения инструмента могут быть получены и чисто координатным методом, когда положение каждого из отверстий отсчитывается от начала координат, а не от оси предыдущего отверстия. [c.120] Система такого рода разработана Ленинградским станкостроительным заводом им. Свердлова для горизонтально-расточного станка 262ПР1. Она охватывает перемещения шпиндельной бабки вверх-вниз, стола — поперечное и продольное и шпинделя— вдоль оси. Интересно отметить, что при расточке нескольких отверстий, находящихся на общей оси, система управления обеспечивает автоматаческое изменение подачи и скорости резания. [c.121] Осевое перемещение шпинделя по программе можно использовать для изменения диаметра растачиваемых отверстий путем радиального перемещения резца, установленного в специальной консольной оправке. Кроме расточных операций, программой может задаваться фрезерование плоскостей тогда система используется для перемещения шпиндельной бабки и стола по прямолинейным траекториям, а также для нарезания резьбы метчиками. [c.121] При создании станка использован большой опыт завода в проектировании и изготовлении современных расточных станков и найдены удачиые принципиальные и конструктивные решения. В результате удалось добиться в производственных условиях автоматической установки координат с точностью. +0,03 мм при расстояниях между осями крайних обрабатываемых отверстий до 1000 мм [2], [3]. [c.121] Вернуться к основной статье