Устройство токарного модуля

Для контроля за вращением шпинделя (при резьбонарезании) и перемещениями суппорта предусмотрены датчики обратной связи Д1, Д2, ДЗ (вращающиеся трансформаторы). Шестипозиционная РГ имеет горизонтальную и параллельную оси шпинделя ось поворота (от двига­теля М₅). Заготовку крепят в патроне (привод зажима - от двигателя M₆). Поджим заготовок (валов) осуществляется пинолыо ЗБ (с приводом от двигателя М₄).

5.3.3. Промышленный робот (ПР) предусмотрен в трех исполнениях: подвесном, напольном и встроенном. Подвесной ПР (рис. 4) предназначен для загрузки заготовок типа валов сверху. Несущим узлом является траверса ТР, установленная на стойках сзади станка. По ней в направлении П₁ может перемещаться (от двигателя М₇) каретка КР с одной или двумя руками (Р1, Р2). Схваты (С1, С2) каждой руки имеют по две пары подвижных губок для зажима (тарельчатыми пружинами) и разжима валов (гидроцилиндрами). При двуруком исполнении выдвижение (П₃, П₂) и отвод рук сопровождается покачиванием вокруг

оси O₁ для совмещения схватов с линией центров (покачивание осуществляется кулачком К от реечной передачи, в которой зубья рейки нарезаны на штоке выдвижного гидроцилиндра). В руке Р1 встроен блок БР ротации В₄ для поворота валов на 180° над линией центров для переустанова валов в центрах станка или для поворота их над МН.

Напольный ПР (рис. 5а) предназначен для загрузки станка заготовками типа дисков, втулок и коротких валов. ПР состоит из манипулятора, сменных схватов и СЧПУ. На основании 1 манипулятора кре­пится поворотная (B₁) стойка 2, по которой может перемещаться (П₂) консоль 3, а относительно последней - выдвижная (П₃) рука 4. Приводы движений B₁, П₂, П₃ бесступенчатые и осуществляются от двигателей m₁, М₂, М₃ постоянного тока. Поворот В₄ реализуется блоком ротации 5 от встроенного в него неполноповоротного пневмодвигателя (на 90° или 180°). Сменные схваты с приводом 6 имеют семь (рис. 5б) исполнений (одно- или двухпозиционные, с одной или двумя парами губок в одном схвате, с зажимом за торец или середину заготовки). В двухпози­ционном схвате захват С1 предназначен для заготовок; а захват С2 - для обработанных деталей. При зажиме за торец перепад зажимаемых диаметров одним схватом (до и после обработки) не должен превышать 40мм. Загрузку станка валами следует производить сверху (т.к. выдвижению П₃ мешает РГ), поэтому подъем П₂ должен предшествовать вы­движению П₃. Перед ротацией В₄ на 180° с целью переустановки валов в центрах также следует предусматривать подъем П₂ руки.

Встроенный ПР (рис. 6) предназначен для загрузки станка заго­товками в виде колец, дисков, втулок. Манипулятор ПР состоит из основания 1, поворотного корпуса 2 (B₁), поворотной руки 3 (В₂), блоков сдвига 4 (П₃) и ротации 5 (В₄). Бесступенчатые приводы движений B₁, B₂, П₃ выполнены от двигателей M₁, М₂, М₃ постоянного тока. Блок ротации 5 и сменные схваты такие же, как у напольного ПР. Движение П₃ предназначено для ввода-вывода заготовок под кулачки патрона и для подъема-опускания их на МН.

5.3.4. Магазин-накопитель (МН) (в двух исполнениях) предна-значен для размещения заготовок и обработанных деталей типа втулок,

колец, дисков с периодической их сменой в позиции захвата (схватом ПР). Первый тип МН (в виде многоместного тактового стола) представляет собой шаговый цепной транспортер (рис. 5в, 6б) с размещен­ными на нем 24 или 48 позициями, на которые могут устанавливаться вертикально или горизонтально заготовки либо непосредственно, либо через промежуточные приспособления - спутники или кассеты с гнездами. При

Рис. 5. Станочный модуль с напольным ПР

Рис. 6. Встроенный ПР

необходимости МН может иметь кантователь для съема с по­зиции захвата и поворота заготовок на 180° (для их двухсторонней об­работки). Второе исполнение (реечный МН, рис. 4) выбирают для горизонтального размещения валов. Шаговое перемещение заготовок выполняется периодическим смещением (от гидроцилиндра) подвиж­ных реек Л1 относительно неподвижных реек Л2. В позиции захвата может устанавливаться кантователь для подъема и разворота валов в горизонтальной плоскости.

Кроме МН в станочном модуле может предусматриваться обычная тара для выгрузки со станка обработанных деталей (с вертикальной или горизонтальной укладкой или навалом).

5.3.5. Устройство УЧПУ мод. 2Р22 представляет собой контур­но - позиционную систему управления станком с встроенной мини-ЭВМ "ЭЛЕКТРОНИКА МС 1201.02". УЧПУ позволяет управлять одно­временно двумя координатами (X, Z) с использованием линейной и круговой интерполяции. В контрольной работе предусмотрен ввод информации в УЧПУ с применением перфоленты (ПЛ) с записью управляющей программы (УП) на 8-и дорожках в коде ИСО - 7 бит (табл. 5). Дискретность записи перемещений, рабочих подач и выдерж­ки времени – 0,001 на 1 импульс. Например, перемещение на 25 мм, подачу S_о=0,25 мм/об и выдержку в 1,5с записывают числом импульсов соответственно: 25000; 250; 1500.

Вводимая в УЧПУ информация считывается кадрами, запоми­нается, преобразуется в микропроцессоре в импульсную форму, подает­ся оттуда по параллельным каналам на главный привод, приводы подач и на электроавтоматику станка. Датчики положения Д1, Д2, ДЗ (рис. 4) вырабатывают при движениях импульсы (1000 импульсов на 1мм перемещения) и по каналам обратной связи подают их для сравнения с потоком импульсов микропроцессора, контролируя тем самым точность перемещения.

5.4. КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ (Примеры см. на с. 13, 30, 31)

5.4.1. Информацию в УП записывают кадрами; каждый кадр содержит информационные слова, состоящие (табл. 5) из буквенных адресов и нескольких цифр (наибольшее число цифр указано в табл. 5 точками). Первым словом кадра является его номер (№...), последним - символом - *.

Порядок промежуточных слов - произвольный. В одном кадре нельзя задавать слова с адресами F и Е, слова с одинаковыми адресами. Перемещения можно задавать в абсолютных (X, Z), относительных (U, W)

и смешанных (X, W или U, Z) координатах. Отдельными кадрами кодируют выдержку времени (D...), слова G10 (режим постоянной скорости резания), G11 (отмена G10), М02 (конец УП). Для управления станком и УЧПУ используют также слова (команды): МО8, М09 (включение и выключение СОЖ); М17 (конец описания контура дета­ли); М20 (передача управления на ПР); L01...L10 (стандартные циклы) и т. д.

5.4.2. Программирование вращения шпинделя, скоростей перемещения инструмента, его смены и выдержки времени.

5.4.2.1. Частоту вращения n задают адресом S с цифрами, например: S2-800, где 2- поддиапазон n₂=63...900 об/мин; "-" вращение пo часовой стрелке с частотой 800 об/мин. Вращение против часовой стрелки задают без знака. Два других поддиапазона: 1- для n₁=20...375 об/мин, 3 - для n₃=160...2240 об/мин (n регулируется бесступенчато). При задании постоянной скорости резания (по команде G10) n программируют для того Æ, с которого начинается обработка (см. кадры 14,15 с. 31).

5.4.2.2. Рабочую подачу задают адресом F с величиной оборот­ной подачи в импульсах (1000 имп. на 1 мм/об), например, для S_о=0,25 мм/об кодируют F 250. Подачу назначают по любой из координат X, Z (она является геометрической суммой при задании одновременно по Х и Z). Диапазон подач 0,01…40 мм/об.

5.4.2.3. Ускоренный ход суппорта (подвод, отвод) по обоим координатам задают адресом Е без числа. Отвод в исходное положение не программируют, т.к. он выполняется по команде на смену инструмента или по команде М02. Скорость ускоренного хода V_x=V_z=5000 мм/мин (см. кадры 2, 5, 7 и др. на с. 31).

5.4.2.4. Смена инструмента программируется адресом Т с чис­лом, указывающим позицию инструмента на РГ, например, Т6.

5.4.2.5. Выдержку времени задают адресом D с числом секунд, выраженных в импульсах (1000 импульсов на 1с). Например, для выдержки в 1,5с программируют D1500.

5.4.3. Программирование рабочих ходов (продольных, поперечных, контурных).

5.4.3.1. Продольные переходы в абсолютных координатах задают адресом Z с числом импульсов, соответствующим положению конечной точки перехода в системе ХÅZ с учётом знака. Например, для положения конечной точки перехода Z = -12,5 мм задают Z-12500. В относительных координатах задают адрес W с числом импульсов, соответствующим перемещению ΔZ = Z_j – Z_j-1, где j - конечная точка перехода. Например, для Z_j = -40мм, Z_j-1= -10 mm, ΔZ=-40-(-10) = -30 мм, программируют W-30000.

5.4.3.2. Для поперечных переходов в абсолютных координатах программируют адрес Х с числом, равным конечному диаметру D_j перехода (в импульсах), а в относительных - адрес U с числом, равным разности(D_j – D_j-1) диметров в имп., например, Х-40000 (конечная точка перехода соответствует Dj = 40 мм), U-10000 (перемещение к линии центров от D_j-1 = 40мм к D_j = 30мм).

5.4.3.3. При программировании обработки конусов перемеще­ния по обоим осям задают в одном кадре в относительных (U, W) или абсолютных (X, Z) координатах. Например, U22000 W -30000 (обработка прямого конуса с перепадом диаметров 22 мм и перемещением по оси Z в сторону шпинделя на длину 30 мм).

5.4.3.4. Программирование фасок и галтелей кодируют одним кадром, в котором задают:

1) адрес координаты (X, U, Z или W),no которой идет обработка перед фаской (галтелью);

2) величину (со знаком) положения (для Х и Z) конечной точ­ки фаски (галтели) или перемещения (для U и W) в эту точку;

3) адрес фаски - С (для галтели- Q);

4) величину фаски (или радиус галтели) со знаком, указы­вающим направление ее обработки по оси X. Направление обработки по оси Z задают только в сторону шпинделя. Начальная точка фаски (галтели) не является опорной точкой (т.* на рис. 1).

5.4.3.5. Обработку дуг окружности программируют кадром, в котором задают:

1) два адреса координат (X, Z или X, W или U, Z или U, W) с числовыми значениями конечной точки дуги или переме­щения в эту точку (с учетом знака);

2) адрес R с числовым значением этого радиуса со знаком "-" при формировании его против часовой стрелки и без знака - по часовой стрелке (рис. 2). Точка экстремума на дуге считается опорной точкой (т. 5, рис. 2), поэтому в кадре, задающем, перемещение в эту точку, предусматривают команду G05, предотвращающую торможение привода подач в этой точке.

5.4.4. Программирование стандартных циклов для типовых переходов.

5.4.4.1. Цикл L01 резьбонарезания резцом программируют в од­ном кадре фразой: L01 F...W-…X…A…P...C…, где F - ход резьбы, W -длина рабочего хода, Х - внутренний диаметр резьбы (X ≈ D_резьбы –1,4 • F), А - наклон конической резьбы (A=D_max-D_min; А0 - для цилиндрической резьбы); Р - наибольшая глубина резания (на радиус) за 1 проход, Р ≤ 0,2•F; С - сбег резьбы (С = 1000, если сбег равен F и С=0, если сбег не предусмотрен). Все параметры - в импульсах. Цикл L01 многопроходный, каждый проход содержит рабочий ход на длину W, отвод по Х на 1мм, отвод по Z (на W) и подвод в начальную точку цикла по Х на 1 мм. Начальную точку 0 _j, цикла задают перед кадром L01. Её координаты X_j=D_нар (или D_внутр), Z_j= Z_н + 2•F, где Z_н - координаты начала резьбы в системе Х Å Z (см. кадры 25, 26, с. 31).

5.4.4.2. Цикл L02 точения канавок имеет в кадре следующую структуру: L02 D...X....A….P...., где D - выдержка времени для зачистки, Х - внутренний диаметр канавки, А - ширина канавки, Р - ширина режущей кромки резца (все в импульсах). В кадре перед циклом L02 задают начальную точку (Х_j, Z_j)цикла, которая по оси Х должна отстоять от начального диаметра канавки на 1-2 мм, а по оси Z соответствовать координате левого её торца. Цикл L02 - многопроходный, если А>Р. В этом случае для врезаний с перекрытием задают Р в кадре на 0,5-1,5 мм меньше действительной ширины кромки, а параметр А уменьшают на ту же величину. Этапы цикла: рабочая подача до координаты X; выдержка времени D; ускоренный отвод в начальную точку; смещение резца по Z на величину Р; рабочая подача до координаты Х и т.д. В конце резец отводится в точку с координатами X_k=X_j; Z_k=Z_j+A-P (см. кадры 22,23, с. 31).

5.4.4.3. Циклы L03 и L04 для наружного и внутреннего точе­ния по схеме "петля" - однопроходные; структура записи:

L03 ( или L04) W…..., где W - длина рабочего хода со знаком. Цикл содержит: рабочий ход на длину W; отвод по оси Х на 1мм; отвод по оси Z на длину W и подвод по оси Х на 1 мм в начальную точ­ку цикла (см. кадры 5, 6, 7,8 с. 31 и кадры 13,14 с. 32).

5.4.4.4. Цикл L05 - "торцевая петля" аналогичен предыдущим и реализуется при подрезке терцев. Структура цикла L05 X......, где Х -

конечный диаметр подрезаемого торца (см. кадры 13... 17 с. 31).

5.4.4.5. Цикл глубокого сверления L06 многопроходный, с периодическим выводом сверла. Структура цикла L06 P....W......, где Р -

глубина сверления за 1 проход, W - общая глубина сверления. Этапы цикла: рабочих ход на глубину Р; отвод в начальную точку цикла;

подвод в точку на 3 мм ближе предыдущего сверления; рабочий ход на глубину (Р+3) мм; отвод в начальную точку и т.д. (см. кадры 2,3 с. 31).

5.4.4.6. Цикл резьбонарезания L07 метчиком - однопроходный. Записывают его так: L07 F…W..., где F - ход резьбы, W - длина рабоче­го хода при нарезании (W на 2F больше длины резьбы). Начальная точка цикла X_j=0; Z_j=Z_т+2F (Z, - точка начала резьбы в системе Х Å Z), см. кадры 19,20 с. 31.

5.4.4.7. Многопроходные циклы L08, L09 применяют для полу­чения ступенчатого контура детали из цилиндрической заготовки (L08) или из поковки и литья (L09). Контур должен быть с увеличением (уменьшением) диаметров в сторону шпинделя при наружной (внутрен­ней) обработке. Структура циклов: L08 (или L09) А...Р..., где А - диаметральный припуск, оставляемый под чистовую обработку (А0, если припуск не оставляют), Р - наибольшая глубина одного прохода (на радиус). После записи цикла L08 (L09) следуют кадры (не > 15), содержащие описание контура детали (в сторону шпинделя), которое закан­чивают командой М17. Кадры с фаской (галтелью) считаются за два. Конечной точкой циклов L08, L09 является конечная точка описания контура детали. Начальную точку циклов задают перед кадром L08 (L09). В цикле L08 начальная точка имеет координаты Х_j=D₃, Z_j=Zт (Z_т - координата правого торца заготовки в системе Х Å Z). Координаты начальной точки для цикла L09 зависят от соотношения припуска t_д по диаметру и t_т, по торцу. Если 4t_т>t_д, то X_j=D_т+ 4t_т Z_j=Z_т+t_т; если 4t_т<t_д, то X_j=D_т+t_д, Z_j=Z_т+0.25t_д,, где D_т - диаметр торца детали, Z_т - координата торца детали. Если в цикле L09 контур детали начинается с фаски, галтели или с конуса, то следует в начале контура задать "условную", цилиндрическую ступень (двойные штрихи на рис. с. 30) длиной t_д, и диаметром начала фаски, галтели или конуса. Число прохо­дов в циклах L08, L09 зависит от соотношения t_д и Р. В цикле L09 от­дельные проходы выполняются по траекториям параллельным конечно­му контуру детали, в цикле L08 - так же, как в циклах L03 (L04), начи­ная с большего (меньшего) диаметра, см. кадры 2,...,7 с. 32.

5.4.4.8. Цикл L10 чистовой обработки по контуру используют при выполнении черновых и чистовых переходов с одного установа. Его задают фразой L10 В...., где В - номер предшествующего кадра начала описания контура детали в циклах L08 (L09). Перед кадром L10 задают: кадр чистового режима резания с адресами S, F, Т (чистовой припуск А задан ранее в циклах L08, L09) и кадры с начальной точкой цикла L10, за которую принимают точку начала контура детали. Конечной точкой цикла является последняя точка описания детали в циклах L08, L09, см. кадры 8...11, с. 32.