На базе копировально-фрезерного станка 6441Б одним из Московских научно-исследовательских институтов был разработан станок с программным управлением (с системой СЦ-1). По специальным заказам аналогичные станки изготовлял Ленинградский завод им. Свердлова (рис. 1). Система ПУ трехкоординатного фрезерного станка 6441ПР - замкнутая с импульсными датчиками обратной связи в виде дисков с 524 щелями, считываемых фотодиодами. Для выбора зазора в передаче от исполнительного узла к датчику обратной связи использован электродвигатель постоянного тока типа СЛ-261, находящийся в заторможенном состоянии и создающий постоянный натяг кинематической цепи привода датчика. Для повышения точности датчика предусмотрена установка корректирующей линейки с рычажной передачей величины коррекции, осуществляемой покачиванием корпуса датчика.
Рис. 1. Трехкоординатный фрезерный станок 6441ПР: А - датчик исполнения
Приводы трех исполнительных узлов станка (координаты x, y и 2) построены по следящей схеме с использованием для каждого перемещения электромашинных усилителей типа ЭМУ-12 и двигателей постоянного тока типа МИ-32 (760 вт, 2500 об/мин).
На рис. 2 изображена блок-схема программного управления (см. Фрезерный станок с числовым программным управлением) одной координатой станка (управление исполнительными органами станка по другим координатам осуществляется по таким же схемам). Вводное устройство 1 представляет собой лентопротяжной механизм с семиканальной считывающей магнитной головкой (шесть дорожек используются для записи программы по трем осям координат, а седьмая предназначена для контроля). Сигналы программы поступают в блок 2 для усиления и формирования импульсов. При перемещении исполнительного узла 7 его движение через реечную передачу и редуктор 6 передается диску датчика обратной связи 5. Сигналы с двух фотодиодов через усилители, расположенные рядом с датчиками обратной связи, проходят в блок формирования и разделения их по двум каналам в зависимости от направления перемещения исполнительного узла.
Рис. 2. Блок-схема программного управления одной координатой станка 6441ПР
Импульсы с вводного устройства и от датчика обратной связи проходят через блоки синхронизации 3 в двоичный реверсивный счетчик 4. Схема синхронизации исключает одновременный приход на счетчик сигналов программы и ее отработки (что могло бы вызвать потерю информации).
Реверсивный счетчик, являющийся сравнивающим устройством, состоит из семи разрядов, т. е. он может фиксировать импульсы от 0 до 128. Исходное («нулевое») состояние счетчика соответствует 64 импульсам, т. е. половине его объема. На выходе счетчика включен триггер переполнения, который блокирует следящую систему при переполнении счетчика. Преобразование разности импульсов в напряжение различного уровня производит дешифратор 12 (рядом с дешифратором показан график изменения управляющего напряжения и от числа импульсов п). Полученное напряжение подается на усилитель мощности 11, который управляет электромашинным усилителем 10. ЭМУ питает двигатель постоянного тока 9, который через редуктор 8 приводит в движение исполнительный узел станка 7. Если командный импульс проходит на вход счетчика по суммирующему каналу (+), то сигнал обратной связи, поступая по вычитающему каналу (-), снимает тем самым командный импульс.
Блоки 13 и 14 с тахогенератором 15 являются стабилизирующими связями системы. Средняя неточность обработки деталей сложного профиля на трехкоординатном фрезерном станке 6441ПР составляет 0,08 мм. Общая трудоемкость обработки таких деталей по сравнению с копировальными станками снижается примерно в 10-12 раз, а срок изготовления деталей с момента получения чертежа сокращается в среднем в 7 раз.
Техническая характеристика фрезерного станка 6441ПР
- Размеры обрабатываемых поверхностей 900 x 500 мм;
- Число оборотов шпинделя 63-3150 мин;
- Диапазон подач исполнительных узлов 24-570 мм/мин;
- Цена импульса системы управления 20 мкм;
- Время работы по программе без смены ленты (при скорости протягивания ленты 100 мм/сек) 2,8 часа.
