Логическая задача чпу. Вспомогательные механизмы станков с чпу

На современных станках с ЧПУ автоматизирована работа многих вспомогательных механизмов. Эти механизмы, как правило, работают в режиме ЛКУ (логико-командного управления). В этом режиме механизм может находиться в 2-х состояниях – «ВКЛ» и «ВЫКЛ». Работа механизма контролируется с помощью датчиков обратной связи. Традиционно все вспомогательные механизмы станка с ЧПУ управляются через шкаф электроавтоматики станка. Раньше задача управления задавалась через схемы релейно-контактной автоматики, сейчас эта задача решается с помощью ПЛК (программируемых логических контроллеров), также возможно использование логических процессоров.

Вспомогательные механизмы станка с ЧПУ:

• Механизм смены инструмента

• Механизм включения шпинделя и переключения диапазонов скоростей

• Механизм переключения в приводах подачи

• Механизм зажима заготовки (фрезерные станки)

• Механизм зажима патрона (токарные станки)

• Механизм подачи СОЖ

• Механизм уборки стружки

• Механизм смены заготовки

• Механизм управления задней бабкой

• Механизм управления заграждениями

Работа вспомогательного механизма распадается на целый цикл последовательно выполняемых действий. Каждое элементарное действие может быть выполнено лишь после того, как УЧПУ получит сигнал с датчика, подтверждающего факт выполнения предыдущего элементарного действия. В разных механизмах количество таких элементарных действий разное, оно может изменяться от нескольких действий до нескольких десятков действий. Инициирование работы вспомогательных механизмов осуществляется из кадров управляющей программы с помощью специальных команд. Кроме того, в режиме ручного управления станком вспомогательные механизмы могут включаться с пульта оператора.

Кроме управления вспомогательными механизмами, электро-автоматика также проверяет готовность станка к работе, управляет процессом выхода из аварийной ситуации.

Рассмотрим работу вспомогательных механизмов на примере самого сложного – механизма смены инструмента. Устройства автоматической смены инструмента (магазины, автооператоры, револьверные головки) должны обеспечивать минимальные затраты времени на смену инструмента, высокую надежность в работе, стабильность положения инструмента при его многократном использовании, иметь необходимую вместимость. Запуск работы этого механизма осуществляется по команде М06 Т___ (№ инструмента).

В станках с ЧПУ возможно использование самых различных конструкций механизмов смены инструмента. Возможно использование 1-го или 2-х манипуляторов, различных конструкций магазинов инструментов.

Просмотр видеороликов работы механизмов смены инструмента.

Схема одного из вариантов механизма смены инструмента представлена на рисунке:

Рисунок 48 – Схема одного из вариантов реализации механизма смены инструмента

Оправки с инструментами располагаются в гнездах револьверной головки магазина инструментов. Изъятие инструмента из магазина и установку его в шпинделе станка выполняет автооператор, он имеет 2 захвата, которые могут выдвигаться с помощью гидроцилиндров. Изъятие и установку инструмента можно выполнить путем вращения автооператора по оси А на 90⁰. С помощью вращения по оси В на 180⁰ захваты меняются местами. При получении команды на смену инструмента сначала происходит отработка команды Т. При этом необходимо развернуть револьверную головку таким образом, чтобы указанный в кадре инструмент оказался в позиции захвата. Эта команда распадается на целый ряд элементарных действий:

1. Разжим фиксатора магазина

2. Поворот револьверной головки на одну позицию по-, или против часовой стрелки. Управление поворотом осуществляется УЧПУ (куда ближе)

3. Проверка соответствия номера инструмента в позиции захвата. Если № инструмента в позиции захвата совпадает с указанным в кадре, происходит зажим фиксатора. Если нет, то повторяются действия 2 и 3 столько раз, сколько необходимо.

4. Параллельно поворотом револьверной головки происходит поворот шпинделя в угловую позицию, из которой возможно изъятие инструмента. (Инструмент из шпинделя может быть извлечен, только если его установить в определенное угловое положение.)

Следующим этапом становится работа автооператора

1. Выдвижение захватов

2. Захват инструментов в магазине и шпинделе

3. Разворот автооператора по оси А на 90⁰.

Теперь происходит передача управления магазину: револьверная головка должна повернуться таким образом, чтобы инструмент, который был изъят из шпинделя, был помещен в свое старое место в револьверной головке (в некоторых системах это делать не нужно, т.к. система будет запоминать каждый раз место в револьверной головке, куда был помещен отработавший свое инструмент). Далее опять происходит передача управления автооператору:

1. Разворот автооператора по оси В на 180⁰

2. Обратный разворот автооператора по оси А на -90⁰.

3. Разжим захватов

4. Втягивание гидроцилиндров и захватов в исходные позиции.

Как видим, работа механизма делится на несколько стадий, при этом каждая стадия распадается на целый набор элементарных действий. В нашем примере общее количество элементарных действий может составлять несколько десятков.