animateMainmenucolor
activeMenucolor
Главная / ЧПУ станок / Системы Программного Управления Станками

Системы Программного Управления Станками

Системы программного управления станками

Системы программного управления станками предполагают определенную последовательность избранных действий. Для того чтобы на ставке обработать какую-либо заготовку, придав ей заданные формы и размеры, нужно выполнить на нем некоторый состав избранных действий, представляющий совокупность управляющих воздействий и перемещений рабочих органов (РО) станка.

Автоматом называется самоуправляющийся металлорежущий станок, который при осуществлении технологического процесса самостоятельно производит все перемещения PO, входящие в цикл обработки.

Полуавтоматом называется станок, работающий в автоматическом цикле. для повторения которого требуется вмешательство рабочего.

Неавтоматизированными действиями программы обработки чаще всего являются загрузка заготовок и снятие обработанных изделий, реже — ориентирование заготовок и их закрепление (зажим).

Автоматизирование действий (управления) может быть осуществлено на оборудовании с двумя принципиально различными подходами:

  • станки работающие по методу механических управляющих воздействий;
  • станки с программным управлением чпу

Системы механических управляющих воздействий основаны на использовании взаимных перемещений, возникающих при контактах между собой специально предназначенных для цели управления деталей, размещаемых на пути движения рабочего органа или участвующих в передаче движения тому или иному рабочему органу станка.

Необходимая последовательность воздействий достигается путем изменений Во взаимном расположении этих деталей или изменением формы их контактных поверхностей. К таким деталям относятся:

  • путевые упоры;
  • ригели;
  • копиры;
  • шаблоны;
  • профильные кулачки на кулачковых и копировальных автоматах и полуавтоматах.

Для фрезерных станков примерами такого автоматизирования процессов обработки служат: шпоночно-фрезерные полуавтоматы, шлицефрезерные автоматы, объемно-фрезерные копировальные полуавтоматы.

Системы числового программного управления станками

Числовое программное управление станками основано на выражении всех команд, управляющих их действиями на станке, в цифровой форме. При этом все перемещения рабочего органа станка, воспроизводящие траектории движения обрабатываемой заготовки и режущего инструмента относительно друг друга, задаются и оцениваются значениями координат в координатной системе самого станка. Очередность выполнения действий определяется последовательностью команд. Каждая команда содержит определенное число сигналов - импульсов - и выражается их числом. В случае команд на перемещения импульс вызывает одно элементарное (нераздельное по длине) перемещение, из которых составляется любая задаваемая длина пути того или иного рабочего органа.

Элементарное перемещение называется ценой импульса или дискретностью. Дискретность характеризует возможную точность выполнения размеров или, иначе, — точность обработки в ее пределе.

Сигналы формируются в устройствах ЧПУ высоким уровнем электрического напряжения, замкнутым состоянием нормально открытого контакта электромагнитного реле, наличием отверстия в соответствующей дорожке перфоленты (носителя программы) и т. д. Контурные (непрерывные) системы программного управления применяются на фрезерных станках, где, наряду с обработкой плоских прямолинейных поверхностей, часто обрабатываются криволинейные контуры и поверхности сложной пространственной формы.

На рис. 1 показана типовая схема траектории перемещения инструмента при контурном управлении. Фреза 2 обходит контур заготовки 1 по траектории 3. Эта траектория представляет собой геометрическое место точек различных положений центра фрезы при равном удалении его от поверхности контура и, следовательно, является эквидистантной ему. Эквидистантой называется геометрическое место точек, равноудаленных от какой-либо другой линии. Программирование рабочего цикла осуществляется по эквидистанте.

Рис. 1. Траектория перемещения фрезы при фрезеровании криволинейной поверхности

Обработка таких поверхностей требует точно согласованного перемещения инструмента относительно заготовки одновременно по двум (Х, Y) или трем (Х, Y, Z) координатам. В каждой точке траектории на таких участках значения Координат отличаются от их значений в соседней точке. Из этого вытекает необходимость непрерывно изменять координаты бесчисленного множества точек траектории Инструмента, что практически невозможно. Однако если допустить некоторые незначительные отклонения от теоретического контура, то при определенном сочетании большого числа прямолинейных перемещений по двум или трем взаимно перпендикулярным координатам криволинейный контур или пространственно-сложная поверхность изделия могут быть образованы.

На рис. 2 показано геометрическое построение приближенной замены криволинейного контура методом линейно-кусочной аппроксимации. Аппроксимацией на математическом языке называется приближенная замена (выражение) каких-либо геометрических объектов через другие, более простые. В рассматриваемом случае инструмент перемещается ступенчато - кусочками Δl на равных по длине прямых участка аппроксимации. Под перемещением инструмента следует понимать его перемещение относительно заготовки. Чем больше таких прямых А и чем мельче кусочки Δl, тем точнее будет воспроизведен криволинейный контур.

Рис. 2. Схема построения криволинейного контура обработки на станке методом линейно-кусочной аппроксимации

В системах контурного ЧПУ применяются методы аппроксимирования, для осуществления которых устройства располагают вычислительными машинами, называемыми интерполяторами. Интерполятор по командам программы производит автоматический расчет координат промежуточных точек (а, б, в, г, д, е, …) в необходимых количествах и с определенной частотой во времени, по адресам направлений движения рабочих органов формирует и посылает управляющие сигналы - импульсы - исполнительным органам станка (например, приводу стола, салазок, ползуна шпинделя и др.).