ТЕМА: Классификация систем и устройств ЧПУ
Системы ЧПУ по своему назначению подразделяют на позиционные, прямоугольные, контурные и комбинированные.
В позиционных -рабочие органы автоматически устанавливаются в позицию, определенную программой управления, без обработки в процессе их перемещения. Так как траектория обработки при перемещении с одной позиции на другую не задается, время перемещения должно быть минимальным. Такие системы применяют в основном при управлении сверлильными и расточными станками.
В прямоугольных -рабочие органы перемещаются по программе поочередно вдоль осей координат на заданные расстояния. В большинстве станков применяют прямоугольные координаты, поэтому она и носит название прямоугольной. Эти системы применяют в фрезерных, токарных и шлифовальных станках.
В контурных -для получения необходимого контура обработки рабочий орган автоматически перемещается по произвольной траектории со скоростью, заданной программой управления. Эти системы также применяют в токарных и фрезерных станках.
Для удобства распознавания систем программного управления были приняты обозначения станков с ЧПУ с добавлением следующих индексов: Ф1 — станки которые имеют цифровую индикацию положения рабочих органов, а также ручной ввод данных; Ф2 — позиционные системы ЧПУ, ФЗ— контурные; Ф4 —смешанные системы программного управления.
В зависимости от числа потоков информации , системы ЧПУ подразделяются на незамкнутые, замкнутые и адаптивные.
Незамкнутые — характеризуются одним потоком информации, направленным от блока управления к исполнительному механизму. В них отсутствует информация о фактическом положении механизма, что снижает точность управления, станком.
Замкнутые- работают по двум потокам информации — задающей и информации обратной связи, содержащей данные о фактической скорости перемещения узлов, их положения и другие сведения о протекании процесса обработки.
Наиболее сложной и точной системой числового управления станками является адаптивная, при которой процесс обработки автоматически приспосабливается к изменяющимся условиям. Такие системы часто называют самонастраивающимися, или самоприспосабливающимися. В них так же, как и в замкнутых, используются два потока информации плюс еще один поток о возможных изменениях, возникающих в процессе обработки; к числу такой информации относятся износ инструмента, изменение сил резания, трения и т. д.
Устройство ЧПУ состоит из электронного блока и электрического канала связи с механизмами управляемого станка. Оно имеет панель управления, с которой осуществляются выбор режима управления, корректировка и отладка программы, контроль и другие операции. Устройство пульта зависит от системы программирования. В соответствии с международной классификацией системы ЧПУ по уровню своих технических возможностей делятся на следующие классы:
NС — обладает покадровым чтением программоносителя на протяжении цикла обработки заготовки;
SNС —производит однократное чтение с программоносителя перед началом обработки партии одинаковых деталей;
CNС —с встроенной мини-ЭВМ (в том числе и микропроцессором) ;
DNС —прямо управляющая группами станков от одной ЭВМ;
HNС —имеющая ручной набор данных с пульта управления.
В настоящее время наиболее широко распространены станки, оснащенные системами ЧПУ классов NC и SNC, имеющие ограниченное число информационных каналов.
В группе NС после включения станка читается первый и второй кадры программы. Затем станок начинает выполнять команды первого кадра, а информация второго остается в запоминающем устройстве. После выполнения команд первого кадра станок выполняет команды второго кадра, а третий кадр в этот момент считывается и запоминается и т. д. Недостатком такой системы является необходимость для обработки каждой заготовки читать все кадры программы, что в условиях частых сбоев при считывании сможет привести к браку продукции.
Рис. 1.1. Структурная схема системы ЧПУ класса СNС
Устройство SNС отличается от предыдущей увеличенным объемом памяти. В ней прочитываются и запоминаются все кадры программы и информация считывается только один раз перед обработкой партии заготовок. В результате резко снижается вероятность сбоев, а следовательно, сокращается и брак. К числу систем классов NС и SNС принадлежат отечественные устройства ЧПУ «Контур-2ПТ» и Н-22, применяемые для токарных станков, НЗЗ — для фрезерных станков, «Размер 2М», H-ЗЗ — для координатно-расточных станков.
Устройства числового управления классов СNС, DNС и HNС с встроенными мини- и микроЭВМ обладают большими возможностями, в частности в них сочетаются функции управления станком и решение задач подготовки управляющих программ; они могут изменять и корректировать
не только управляющие программы на изделия, но и программы функционирования самих систем с учетом особенностей данного станка. На рис. 1.1 показана схема системы ЧПУ
класса СNС. С помощью такой системы можно в режиме диалога редактировать программы и выводить нужную информацию на экран дисплея. Устройства ЧПУ с мини-ЭВМ «Электроника НЦ-31» («Электроника НЦ-80») (рис. 1.2) применяются для управления различными металлорежущими станками. На базе вычислительной машины «Электроника- 60» созданы устройства ЧПУ типа 2М43, 2С85, 2С42, 2Р22, 2Р32.
В функции систем класса Б1ЧС входит управление от центральной ЭВМ гибкой производственной системой, включающей автоматизированный склад, транспорт, промышленные роботы и станки.
В ЧПУ класса НNС с ручным вводом программ в электронную память программа легко и быстро набирается с помощью клавиш на пульте. В такой системе отсутствует ряд блоков, например вводное устройство передачи данных с перфоленты и др., что снижает ее стоимость по сравнению с системами класса CNС в 2—3 раза.
Общий вид дисплейного блока УЧПУ «Электроника НЦ-80»
Рис. 1.2. Общий вид дисплейного блока УЧПУ «Электроника НЦ-80»
(исполнение I), где: 1 — кассета внешней памяти, 2 — экран дисплея, 3
— кнопки «меню», 4 — кнопка режимов, 5 — цифровая клавиатура