Общие сведения о станках с ЧПУ

Под управлением станком принято понимать совокупность воздействий на его механизмы, обеспечивающие выполнение технологического цикла обработки, а под системой управления - устройство или совокупность, реализующих эти воздействия.

Управляющая информация для систем ЧПУ является дискретной.

По технологическому назначению и функциональным возможностям системы ЧПУ делят на 4-ре группы:

· позиционные - задают координаты только конечных точек положения исполнительных органов после вы-полнения ими определенных элементов рабочего цикла (сверлильные, расточные и координатно-расточные станки);

· контурные, или непрерывные - управляются движением исполнительного органа по заданной криволиней-ной траектории (системы ЧПУ различных токарных, фрезерных и круглошлифовальных станков);

· универсальные (комбинированные) - программирование как перемещений при позиционировании, так и движения исполнительных органов, а также смена инструментов и загрузки-выгрузки заготовок (системы ЧПУ различных многоцелевых токарных и сверлильно-фрезернорасточных станков);

· многоконтурные системы - одновременное или последовательное управление функционированием ряда узлов и механизмов станка (бесцентровые круглошлифовальные станки, в которых от систем ЧПУ управляют различными механизмами: правки, подачи бабок и т.д).

По способу подготовки и ввода управляющей программы различают оперативные системы ЧПУ (управляю-щая программу готовится и редактируется на станке, в процессе обработки первой детали из партии или ими-тации ее обработки) и системы, для которых управляющая программа готовится независимо от места обрабо-тки детали (может выполняться либо с помощью средств вычислительной техники, входящих в состав систем ЧПУ данного станка, либо вне ее (вручную или с помощью системы автоматизации программирования)).

Программируемые контроллеры - это устройства управления электроавтоматикой станка. Большинство прог-раммируемых контролеров имеют модельную конструкцию, в состав которой входят источник питания, про-цессорный блок и программируемая память, а также различные модули входов/выходов. Для создания и от-ладки программ работы станка применяют программирующие аппараты. Принцип работы контроллера: опра-шиваются необходимые входы/выходы и полученные данные анализируются в процессорном блоке. При этом решаются логические задачи и результат вычисления передается на соответствующий логический или физический выход для подачи в соответствующий механизм станка.

В программируемых контролерах используют различные типы памяти, в которой хранится программа элект-роавтоматики станка: электрическую перепрограммируемую энергонезависимую память; оперативную па-мять со свободным доступом; стираемую ультрафиолетовым излучением и электрически перепрограмми-руемую.

Программируемый контролер имеет систему диагностики: входов/выходов, ошибки в работе процессора, па-мяти, батареи, связи и других элементов. Для упрощения поиска неисправностей современные интеллекту-альные модули имеют самодиагностику. Программоноситель может содержать как геометрическую, так тех-нологическую информацию. Технологическая информация обеспечивает определенный цикл работы станка, а геометрическая - характеризует форму, размеры элементов обрабатываемой заготовки и инструмента и их взаимное положение в пространстве.

Станки с программным управлением (ПУ) по виду управления подразделяют на станки с системами цикло-вого программного управления (ЦПУ) и станки с системами числового программного управления (ЧПУ). Сис-темы ЦПУ более просты, так как в них программируется только цикл работы станка, а величины рабочих пе-ремещений, т.е. геометрическая информация, задаются упрощенно, например с помощью упоров. В станках с ЧПУ управление осуществляется от программоносителя, на который в числовом виде занесена и геометриче-ская, и технологическая информация.

В отдельную группу выделяют станки с цифровой индикацией и преднабором координат. В этих станках име-ется электронное устройство для задания координат нужных точек (преднабором координат) и крестовый стол, снабженный датчиками положения, который дает команды на перемещение до необходимой позиции. При этом на экране высвечивается каждое текущее положение стола (цифровая индикация). В таких станках можно применять или преднабор координат или цифровую индикацию; исходную программу работы задает станочник.

В моделях станков с ПУ для обозначения степени автоматизации добавляется буква Ф с цифрой: Ф1-станки с цифровой индикацией и преднабором координат; Ф2-станки с позиционными и прямоугольными системами чпу; Ф3-станки с контурными системами ЧПУ и Ф4-станки с универсальной системой ЧПУ для позиционной и контурной обработки. Для станков с цикловыми системами ПУ в обозначении модели введен индекс Ц, с опе-ративными системами - индекс Т (например, 16К2Т1).

В международной практике приняты следующие обозначения: NC-ЧПУ; HNC- ЧПУ с заданием программы оператором с пульта с помощью клавиш, переключателей и т.д.; SNS-устройство ЧПУ, имеющее память для хранения всей управляющей программы; CNC-управление автономным станком с ЧПУ, содержащим мини-ЭВМ или процессор; DNS-управление группой станков от общей ЭВМ.

Для станков с ЧПУ стандартизованы направления перемещения и их символика. Стандартом ISO-R841 принято за положительное направление перемещения элемента станка считать то, при котором инструмент или заго-товка отходят один от другого. Исходной осью (ось Z) является ось рабочего шпинделя. Если эта ось поворот-ная, то ее положение выбирают перпендикулярно плоскости крепления детали. Положительное направление оси Z - от устройства крепления детали к инструменту. Тогда оси X и Y расположены так, как это показано 2 пары 29.01.15 см выше