Системы программного управления станками

Системы управления станками по методу задания программы делятся на системы циклового и системы числового программного управления.

Система циклового программного управления (ЦПУ) дает возможность запрограммировать только последовательность и скорость перемещения подвижных органов станка, что достигается наборомкоммутирующих элементов (штекеров, переключателей) на панели управления или штекерном барабане. При этом величина перемещений органов станка в состав программы не входит, они обеспечиваются переналаживаемыми электроупорами. Системы ЦПУ имели ограниченные технологические возможности и использовались, в основном, на первом этапе создания станков с ПУ.

Система числового программного управления (ЧПУ), кромепоследовательности и скорости перемещения подвижных органов станка, дает возможность программировать и числовые значения перемещений без каких-либо коммутирующих устройств, что достигается использованием различного вида программоносителей.

По принципу управления станки с ЧПУ делятся на две основные разновидности: станки с разомкнутой (без обратной связи) истанки с замкнутой системой управления (с обратной связью). У первых перемещения рабочих органов станка при обработке не контролируются. У вторых перемещения рабочих органов контролируются дискретно датчиком положения и непрерывно сравниваютсяс управляющей программой. По выявленной величине рассогласования корректируется положение рабочего органа по каналу обратной связи.

Есть еще две разновидности систем, которые относятся к программным условно, так как они лишь частично автоматизируют выполнение отдельных элементов цикла обработки детали без использования программоносителя. Это системы цифровой индексации положения рабочего органа станка и системы цифровой индексации с преднабором координат [15].

Системы цифровой индексации (визуализаторы) используют на обычных универсальных станках. Сигналы информации поступают на визуализатор от датчиков положения, установленных на подвижных органах, и высвечиваются на световом табло в виде бегущих числовых значений координат местонахождения подвижных органов станка.

Система цифровой индексации спреднабором отличается от предыдущей пультом с панелью набора координат, на которые должны выйти подвижные органы станка после включения привода подачи.

По характеру программирования траектории рабочих перемещений подвижных органов станка системы ЧПУ делятся на две группы: позиционные (координатные) и контурные (непрерывные).

В станках с позиционной системойпрограммного управления (ПСПУ) программируются только координаты заданных точек, а перемещения из одной точки в другую обеспечиваютсянаправляющими станка раздельно по каждой координате. ПСПУприменяется обычно на сверлильных и расточных станках.

В станках с контурной системой программного управления (КСПУ) программируется вся траектория перемещения инструмента или заготовки, что обеспечивает возможность обработки криволинейных контуров. КСПУ применяют на токарных, фрезерных и сверлильно-фрезерно-расточных станках.

Соответственно рассмотренной классификации систем по характеру управления введена специальная индексация в обозначениях моделей станков с ПУ. Согласно этой индексации после основного обозначения моделей ставится один из таких индексов: Ц – с цикловым управлением; Ф1 –с цифровой индексацией положения, а также с преднабором и индексацией; Ф2 – с позиционной системой управления; Ф3 – с контурной системой управления; Ф4 – обрабатывающие центры с универсальной системой управления; Ф5 – обрабатывающие центры с контурной системой управления.

Способы смены инструмента обозначаются дополнительными индексами: Р – смена инструмента поворотом револьверной головки;

М – смена инструмента из магазина. Индексы Р и М ставят перед индексами Ф2 и Ф3.

Решающее влияние на технологические возможности станков с ЧПУ оказывают их конструкция и математическое обеспечение устройства ЧПУ. Устройства ЧПУ прошли несколько этапов развития [18]. Первые устройства числового программного управления (УЧПУ) типа НЦ в результате их эволюционного развития позволили обеспечить линейную круговую интерполяцию, коррекцию положения инструментов, выдачу на станок необходимого числа технологических команд и др. Существенным недостатком системы НЦ явилось то, что она не позволяет хранить и редактировать УП непосредственно на рабочем месте.

В результате доработки систем НЦ появилась система типа СНЦ с расширенной памятью на входе для хранения и редакции УП. Основной недостаток систем НЦ и СНЦ – они не позволяли расширить и изменить первоначально заложенные в них функциональные возможности, так как это требовало изменения электрической схемы самого устройства.

Современные УЧПУ системы типа ЦНЦпостроены на базе микропроцессоров. Системы ЦНЦ резкорасширили функциональные возможности программного управления: они обеспечивают хранение и редактирование программы непосредственно на рабочем месте, имеют развитые системы диагностики и управления качеством обрабатываемых поверхностей с использованием активного контроля, расширенные возможности индексации информации на дисплее, диалоговое общение с оператором, перепрограммирование первоначально заложенных функциональных возможностей устройства при его эксплуатации.

Некоторые разновидности системы ЦНЦ позволяют записать УП по результатам обработки первой детали в ручном режиме, вводить программу не только на стандартном языке в коде ISO иEIA, но и с помощью задания геометрических элементов контура поверхностей.

Ведутся разработки по созданию диалоговых систем управления, в которых для внесения команд применяется голосовой способ.

Из большого разнообразия УЧПУ наибольшее распространение для оснащения станков получили следующие системы: УЧПУ типа ЦНЦ моделей 2931-61, 2985, «Размер-4», «Размер-5», Н55-1, Н55-2 и оперативные устройства «Электроника-НЦ-31», «Электроника НЦ-80-01», 2Р-22, 2Р-32, 2С-42. В последних имеется возможность ввода информации с перфоленты.