Ответы на экзаменационные билеты (Г.В. Шадский) / Станки с ЧПУ ОЧПУ
.docСтанки с ЧПУ
Технологические группы станков с ЧПУ
1. Станки для позиционной обработки (обработка поверхностей повторяющейся геометрии в различных стабильных позициях изделий (сверлильные, резьбонарезные, расточные)). Обозначаются – Ф2.
2. Станки для контурной обработки фасонных поверхностей переменного профиля (фрезерные, токарные). Обозначение – Ф3.
3. Станки для комбинированной, контурнопозиционной обработки (многоцелевые станки с автоматической сменой инструмента). Обозначаются – Ф4.
Основы числового программного управления
Числовым программным управлением (ЧПУ) станками называется управление по программам, заданное в алфавитно-цифровом коде и представляющий последовательность команд, записанную на определенном языке и обеспечивающую заданное функционирование рабочих органов станка.
В станках с ЧПУ на всем пути подготовки программ имеют дело только с информацией в цифровой (дискретной) форме. Траектория движения инструмента представляется в виде ряда его последовательных положений, каждое из которых определяется последовательным числом. Вся операция программного управления представляется в виде букв и цифр и записывается на носитель.
Подготовка управляющей программы означает подготовку, расчёт и запись на носитель команд, нужных для управления обработкой заданных деталей. Ось Z совмещают со шпинделем, ось X – всегда горизонтальна.
Размеры перемещений рабочих органов задают 2 способами:
А) в абсолютных значениях
Б) в виде приращений
В первом случае все координаты определяются относительно некоторой нулевой точки станка, остающейся фиксированной для всей программы обработки деталей. В результате отсутствуют накопления погрешностей (позиционирование).
Во втором случае все координаты определяются относительно координат предыдущего положения органов станка. Может происходить накопление погрешностей.
Укрупненные структурные схемы с ЧПУ
Они включают следующие основные элементы:
-Приводы подач рабочих органов станка и датчики обратной связи (ДОС), установленные по каждой обратной связи.
-Устройство с ЧПУ предназначено для выдачи управляющих воздействий рабочего органа станка в соответствии с программой управления.
-Блок технических команд служит для управления цикловой автоматикой станка, состоящей из элементов типа пускателей, электромагнитных муфт, обеспечивающих выполнение различных технических команд (смена инструмента, переключение ч.в. шпинделя)
-Блок интерполяции – специализированное вычислительное устройство (интерполятор) формирует траекторию движения переключателя между заданными координатами. Выходная информация, поступающая в блок привода подач, представлена в виде последовательности импульсов по каждой координате, частота следования которых определяет скорость подачи, а число – величину перемещения.
-Блок скоростей подач – обеспечивает процессы разгона и торможения, а также заданную скорость. Служит для изменения запрограммированных параметров обработки, скоростей подачи и размеров инструмента. Коррекция вводится в ПДУ.
Блок постоянного цикла
Позволяет упростить процесс программирования при обработке повторяющихся поверхностей.
Привод подачи рабочих органов состоит из приводных двигателей и систем его управления и кинематических схем.
Точность зависит от применяемой схемы управления приводами (разомкнутой) без систем измерения действительных перемещений рабочих органов или замкнутой (с системой измерений). В последнем случае применяют ДОС.
Обратная связь в станках с ЧПУ
В станках с ЧПУ применяются приводы с разомкнутой системой управления (с шаговыми двигателями) и с замкнутой СУ (следящие).
Шаговые приводы подачи строятся на основе несилового шагового двигателя (ШД) и гидроусилителя (рис. 16.2,а) или с применением силового шагового электродвигателя. При применении шагового привода точность перемещения рабочих органов станка будет определяться погрешностью отработки ШД командных импульсов, а также зазорами и упругими деформациями кинематической цепи подачи. Частота подаваемых на ШД импульсов определяет угловую скорость вращения ротора, а их число – угол поворота. Единичный угол поворота ротора при подаче одного управляющего импульса обычно равен 1,5°±0,5°, но может быть 0,5°-10°. Ошибка в шаге хотя и может достигать 30%, но при работе ШД она не накапливается.
Замкнутые системы делятся на:
-
с обратной связью по положению рабочего органа
-
с обратной связью по положению рабочего органа и с компенсацией погрешности станка
-
самоприспосабливающиеся (адаптивные)
Адаптивные замкнутые системы
Это самоподнастраивающиеся системы, которые чаще всего работают следующим образом:
При изменении силы резания в процессе обработки изменяют величину подачи: с ростом силы резания подачу уменьшают и наоборот(см. блок –схему адаптивного управления). Она включает блоки измерения силы резания рх и ру и их записи, блоки коррекции координатных перемещений x,y и блоки оптимизации режимов резания. Устройство выполняет 2 функции: осуществляет измерения составляющих рх и ру силы резания по координатным осям и в соответствии с полученной информацией автоматически корректирует траекторию движения.
В блоке коррекции сигналы пропорциональные составляющим деформации фрезы по координатам Δx , Δy преобразуются в соответствующее число импульсов Δ Nx, ΔNy и алгебраически суммируются с числом импульсов исходной программы. Результирующий сигнал поступает на обработку привода подачи.