ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Классификация систем управления из "Комплексная автоматизация производственных процессов " Системы автоматического управления обеспечивают работу станков по заранее заданной программе. Главное отличие автомата от обычного универсального станка в том, что он по точной, заранее составленной программе выполняет определенный повторяющийся цикл работы. [c.182] Освободить человека от выполнения функции ручного управления и от большого количества вспомогательных работ можно только путем создания механизмов и систем управления. Для этих целей на практике технологическое оборудование часто оснащается простыми средствами автоматизации, которые обеспечивают выполнение станком несложных программ обработки. Одним из таких примеров является управление движениями станка с помощью упоров. Применение в качестве упоров путевых переключателей позволяет осуществлять также перемещение суппортов, менять направление их движения и останавливать станок при окончании обработки. Стремление механизировать управление технологическим оборудованием при изготовлении сложного профиля детали привело к появлению систем управления, в которых программоносителем является копир или щаблон. Для изготовления деталей массового производства широкое применение получило оборудование, оснащенное системой управления с распределительным валом. В качестве программоносителя в таких системах управления служит распределительный вал с профильными кулачками. [c.182] Быстрое развитие техники потребовало применения качественно новых методов автоматизации производства, выдвинув основной задачей — достижение высокой технологической гибкости производства. Такая задача не могла быть решена традиционными средствами автоматизации, поэтому за последнее время автоматизация получила принципиальное новое направление в виде создания широкоуниверсальных систем цифрового управления. Современные станки с цифровым программным управлением, как и другие виды автоматического оборудования, работают по заранее составленной программе, но сама программа составляется и передается станку принципиально другим методом. При традиционных методах автоматизации весь объем информации, необходимый для изготовления деталей, реализуется в кулачках, копирах, шаблонах, упорах и т. п., с помощью которых эта информация затем передается технологическому оборудованию как программа обработки данной детали. Подобный способ подготовки и задания станку программы обработки связан с изготовлением всех этих средств автоматизации в натуре, что, естественно, усложняет их применение. [c.182] В станках с цифровым программным управлением на всех этапах подготовки программы обработки вплоть до ее задания станку технолог имеет дело только с информацией в цифровой (дискретной) форме, полученной непосредственно из рабочего чертежа детали, что позволило применить математические методы для подготовки программ и автоматизировать весь процесс их изготовления с помощью электронных вычислительных машин. [c.182] Появление цифрового программного управления позволило создать и внедрить в производство самонастраивающиеся системы управления оборудованием, способные автоматически выбирать оптимальные режимы обработки в ходе технологического процесса. Подобные системы управления характеризуются нежестким циклом обработки детали в отличие от систем управления с распределительным валом, систем управления упорами, копировальных систем управления и т. п., которые осуществляют управление жестким циклом обработки. [c.183] Выбор системы управления во многом зависит от специфики технологического процесса, от конкретных производственных условий, в которых будет эксплуатироваться рабочая машина, и от требований экономии. [c.183] Кроме того, система управления накладывает свои особенности на кинематику и конструкцию станков, агрегатов линии, так как кинематика и конструкция станков, транспортных и вспомогательных устройств неотделимы от системы управления. Однако любая система управления независимо от характера технологического процесса, для которого она предназначена, должна максимально отвечать следующему ряду основных требований высокоточное исполнение команд на перемещение синхронизация перемещений в различных циклах высокая надежность работы мобильность при смене объекта производства простота конструкции и низкая стоимость оптимальное регулирование процесса обработки многокоординатность и много-инструментность обработки короткий цикл подготовки программы работы выполнение большого количества технологических команд (переключение подач и частот вращения шпинделя, поворот резцовой головки, включение и выключение охлаждения, смена инструмента) управления продолжительными циклами обработки без смены программоносителя. [c.183] Системы управления автоматов и автоматических линии могут различаться по многим признакам, а именно, по принципу синхронизации, по степени централизации управления, по методу воздействия, по числу управляемых координат, по виду программоносителя, по наличию или отсутствию обратной связи и т. д. Централизованные системы управления характеризуются тем, что управление всем технологическим циклом осуществляется с центрального командного устройства (командоаппарата, пульта, распределительного вала, лентопротяжного устройства) независимо от действия и положения исполнительных органов. У таких систем управления продолжительность рабочего цикла для каждого исполнительного органа является, как правило, величиной постоянной. Благодаря простоте схемы управления, надежности в работе, удобству обслуживания и наладки централизованные системы управления получили наибольшее применение в автоматах. К числу недостатков подобных систем можно отнести необходимость иметь дополнительные предохранительные устройства, так как команды с центрального командного пункта подаются вне зависимости от действия и положения исполнительных рабочих органов. [c.183] Децентрализованные системы управления, называемые иногда путевыми, осуществляют управление при помощи датчиков (чаще всего путевых переключателей и конечных выключателей), включаемых движущимися исполнительными рабочими органами. Эти системы основаны на управлении упорами. Все исполнительные органы связаны между собой так, что каждое последующее движение одного может происходить после окончания движений предыдущим. Преимуществом этой системы управления является отсутствие сложной блокировки, так как команды подаются только после окончания предыдущей операции. Однако датчики расположены в рабочей зоне станков и нередко выходят из строя из-за попадания стружки, пыли, масла и выдают неправильные команды вследствие закорачивания электрических цепей. Кроме того, многочисленные датчики, элементы промежуточных цепей в целом являются еще недостаточно надежными в работе. [c.183] Смешанные системы управления являются комбинацией первых двух систем. Здесь управление некоторыми элементами цикла осуществляется, как в децентрализованной системе, а остальными — от центрального командного устройства. Например, центральный командоаппарат управляет всем циклом автоматической линии, а параллельно с этим осуществляется контроль выполнения очередных команд при помощи путевых датчиков. Вал командоаппарата при нормальной работе линии вращается непрерывно, а при невыполнении очередной команды командоаппарат отключается. Несмотря на то, что смешанные системы обладают некоторыми недостатками первых двух систем, они имеют большие перспективы применения как более гибкие и универсальные. [c.184] Наиболее важным и характерным признаком любой системы программного управления является способ задания программы обработки, выбор которого во многом зависит от назначения системы управления, от структурной особенности и экономической целесообразности. Способ задания программы, как правило, определяет основные особенности системы управления, структуру управления, степень постоянства действия сигналов управления, степень централизации и т. д. [c.184] Любая автоматическая система управления выполняет строго определенный, заранее намеченный (запрограммированный) комплекс операций по обработке детали, составленный в виде программы работы автомата или автоматической линии в соответствии с принятым технологическим процессом. Поэтому система программного управления имеет элемент или устройство, называемое в дальнейшем программоносителем, который в той или иной форме содержит программу работы управляемого исполнительного органа. [c.184] Классификация систем управления автоматов, автоматических линий, станков с ЦПУ, проведенная на основе командной информации, позволяет объединить все пять групп систем автоматического управления технологическим процессом в одну общую взаимосвязанную структуру. [c.184] Наиболее высокой надежностью обладает система управления распределительным валом. Она представляет собой характерный пример централизованной, разомкнутой системы управления без обратной связи, обеспечивающей надежную и точную синхронизацию всех движений рабочего цикла любой сложности. Системы с распределительным валом позволяют заранее спроектировать и рассчитать рабочий цикл любой сложности, обеспечив строгое выполнение заданного технологического процесса обработки за определенный промежуток времени. Эта система управления получила широкое распространение в автоматах самого различного назначения. [c.184] Системы управления упорами при всех своих преимуществах (конструктивная простота, малая стоимость, дистанционность управления и т. п.) имеют существенный недостаток, заключающийся в отсутствии управления положением исполнительного органа станка в процессе его перемещения, что затрудняет синхронизацию управления несколькими исполнительными органами. Эти системы нашли широкое распространение в современных агрегатных станках и автоматических линиях. [c.185] Системы управления копирами, обладая целым рядом преимуществ (возможность обработки детали со сложными поверхностями, универсальность и мобильность при наладке, широкая возможность автоматизации станков и т. п.), также имеют недостатки невозможность автоматизации работы несколькими инструментами, автоматизация только рабочих ходов и сравнительно высокая трудоемкость изготовления копиров и т. д. [c.185] Цикловые системы программного управления отличаются от цифровых сравнительной простотой структуры построения, конструкций и схем их узлов. Они имеют меньшую стоимость в сравнении с цифровыми системами, меньшую сложность освоения, достаточную надежность работы, простоту устранения возникающих неисправностей, однако технические возможности их менее широки. [c.185] Применение различных систем управления и их вариантов связано с различной величиной прежде всего холостых ходов рабочего цикла t и длительности переналадки 0 ер. [c.185] По принципу осуществления холостых ходов все рабочие машины с системами автоматического управления можно разделить на три группы. [c.185] Вернуться к основной статье