3.4. Составление структурной схемы станка и ее анализ

Структурная схема станка с автоматическим управлением представляет собой упрощенное изображение кинематической схемы и системы управления. На ней должны быть представлены кинематические группы, необходимые для осуществления рассмотренных переходов обработки. Особенностью такой структуры является возможность реализации простых и сложных исполнительных движений.

При этом механические связи (зубчатые и ременные передачи) указываются одинарными пунктирными линиями, а немеханические связи (электрические, оптические и др.) - двойными. На схеме показываются все датчики, управляющие и информационные связи. Датчики могут использоваться для контроля параметров движений или показателей качества деталей, диагностики и управления приводами станка.

Для решения практических задач целесообразно параллельно проводить также анализ другой современной модели аналогичного типоразмера, сравнивая между собой основные отличия станков.

При анализе структуры применительно к рассматриваемому переходу обработки для каждой кинематической группы определяются внутренние и внешние структурные связи, которые должны включать необходимую совокупность механических и немеханических связей.

Следует выявить элементы связей, обеспечивающих требуемые параметры исполнительных движений для изготовления заданной детали (или ее поверхности) Каждое исполнительное движение характеризуется параметрами пространства (координаты исходной и конечных точек, направление, скорость, траектория, длина пути) и времени (момент начала и характер движения в смысле его непрерывности).

Особое внимание следует обратить на структурные связи, определяющие показатели точности формы и размеров обработанной детали. Нужно установить факторы механических связей, оказывающие влияние на эти показатели.

При последующем анализе конструкции станка может анализироваться баланс отклонений параметров движений, обусловленных данными факторами.

4. Методика расчета настройки станков

Кинематическая настройка станков с ЧПУ для выполнения перехода обработки, как правило, осуществляется в автоматическом режиме с помощью системы управления с учетом заранее составленной программы.

Расчет кинематической настройки [1] предусматривает определение параметров органов станка, обеспечивающих необходимые исполнительные движения. Для этого рекомендуется использование приведенной ниже методики, позволяющей определить формулы настройки кинематических цепей и выявить особенности их расчета.

4.1 Определение исходных данных и их приведение

к виду, возможному для настройки

К исходным данным относятся элементы режима резания для переходов обработки [7], конструктивные параметры заготовки, детали и инструмента, необходимые для расчета настройки станка.

При выводе формул настройки учитываются требуемые параметры исполнительных движений и их размерности. В случае необходимости сложного исполнительного движения следует уточнить настраиваемый параметр, определяющий его траекторию.

При обработке фасонных поверхностей возникает необходимость обеспечения определенной и направленной по касательной к обрабатываемой поверхности результирующей подачи, которая реализуется за счет составляющих движений. При этом нужно выразить функциональные зависимости подач этих движений от требуемого контура детали.

Рекомендуется составить схему цикла относительных перемещений инструмента и детали (см. п. 5), которая позволяет установить необходимые рабочие и наладочные движения и их последовательность.

На этом этапе скорость резания приводится к частоте вращения детали или инструмента, а подача - к виду возможному для настройки. Если на станке предусмотрено ступенчатое регулирование частот вращения шпинделя и подач, указывается необходимость определения их ближайших меньших значений с учетом значений, обеспечиваемых станком.