ГоловнаЗворотній зв'язок
Главная->Різні конспекти лекцій->Содержание->Автоматизация на базе станков с программным управлением.

Техн.и технологии 2

Автоматизация на базе станков с программным управлением.

Основное преимущество станков с программным управлением состоит в сокращении времени обработки, простоте переналадки и возможности использования в цехах, где наблюдается быстрая смена объектов производства. Металлорежущие станки оснащают цикловым (ЦПУ) и числовым (ЧПУ) программным управлением. Станки с ЦПУ имеют позиционную систему управления с панелями упоров, отключающих подачу суппорта или ползуна. Такую систему используют, например, для обработки заготовок типа ступенчатых валов. Программа задается расстановкой специальных стержней--штекеров в гнездах панели,

расположенной в отдельном пульте систему ПУ, что дает возможность запрограммировать несколько различных этапов обработки.

Рис. 21.   Схема циклового                                              Рис. 22.  Схема станка с шаговыми

программного управления                                                                         двигателями

 

Рассмотрим принципиальную схему ЦПУ (рис. 21). Станок включается нажатием кнопки 1. При этом срабатывает реле 3 и устройство 4, получив импульс, переводит переключатель 5 из положения 0 в положение а. Ток проходит через коммутаторное устройство. Все правые полукольца 6 устройства связаны с соответствующими контактами шагового переключателя 5, а левые полукольца 7 - с реле 8, управляющими механизмами станка. Шаговый переключатель поочередно включает контакты горизонтального ряда, но ток пойдет только в то реле 8, в гнездо которого вставлен штекер. Величина перемещения механизма станка устанавливается с помощью упоров 2, закрепленных на движущихся частях станка, и конечного переключателя 9. Каждый раз при срабатывании выключателя 9 реле 3 получает импульс на перевод шагового переключателя в соответствующее положение. Если, например, необходимо просверлить несколько отверстий, то система ЦПУ обеспечит автоматическое включение подач Sв, Sу1, Sу2, Sy3 и т. д. При этом на детали будут получены закоординированные отверстия.

Станки с ЦПУ достаточно просты и относительно дешевы. Однако переналадка их трудоемка. Изменение программы требует перестановки большого числа упоров и штекеров в новые положения. Для расширения технологических возможностей станков используют системы с ЧПУ. Программа задается о помощью чисел в закодированном виде на программоносителе - перфорированной или магнитной ленте. Система может производить перемещения рабочих органов станка по одной или трем координатам. При ЧПУ на перфорированной ленте может быть зафиксировано практически неограниченное число команд.

У станка с шаговыми двигателями (рис. 22) для перемещения стола по двум координатам перфорированная лента (с отверстиями) 1 перемещается специальным механизмом. Лента выполнена из плотной бумаги или пластмассы. Расположение отверстий на дорожках ленты соответствует импульсам, передаваемым органам станка (столу, шпинделю и т.д.). Информацию программоносителя воспринимает считывающее устройство 2. Нижний и верхний (шарик) контакты могут замкнуться и дать импульс только тогда, когда между ними окажется отверстие ленты. Информация считывается с каждой ее дорожки. Распределители импульсов 3 передают их в усилители 4. Импульсы тока необходимой величины поступают в шаговые электродвигатели 5. При этом каждому импульсу соответствует определенный угол поворота вала электродвигателя. Если подавать на электродвигатель энергию в дискретной форме (в соответствии с расположением отверстий на ленте), то в итоге его вал повернется на заданную величину. Связанные с электродвигателями ходовые винты 6 и 7 обеспечивают подачу стола 8 вдоль координатных осей х и у. Величины перемещений зависят от числа переданных импульсов, а скорость - от частоты импульсов.

Предположим, что необходимо обработать криволинейный профиль 9 фрезой 10. Траектория движения фрезы показана штриховой линией. Сложное движение по кривой заменяют прямолинейными  движениями  вдоль  осей  координат   на   величины

Δх и Δу, что выполнить сравнительно просто. Для этого на ходовые винты стола поочередно подают необходимые импульсы. Криволинейный профиль заменяется ломаной линией с большим числом опорных точек а, b и т. д.

Следующее звено автоматизации - оснащение станков с ЧПУ устройствами для размещения (магазинами) и автоматической замены инструмента. Это позволяет последовательно выполнять большое число разных этапов обработки, осуществляемых различными режущими инструментами без снятия заготовки со станка. В магазинах можно разместить до 150 инструментов. Режущий инструмент по команде от программы подается в рабочее положение в любой последовательности с помощью специальной автоматической руки. Все это позволяет обрабатывать, например, сложные корпусные детали с четырех-пяти сторон.

Рассмотрим общую компоновку одного из таких многооперационных станков (рис. 22). Заготовка в виде корпусной детали устанавливается и закрепляется на столе 8, после чего перемещается по стрелке А (в направлении х) в рабочую позицию 6. Шпиндельная бабка 2 станка перемещается по направляющим станины в направлении z. Автоматическая рука 4, делая сложные пространственные движения, переносит из цепного магазина 3 соответствующий режущий инструмент и устанавливает его в шпиндель 1. В ходе обработки корпусной детали устройство программного управления 5 обеспечивает координатное перемещение элементов станка по осям х, y, z; поворот вокруг вертикальной оси стола в позиции 6 на необходимый угол; выбор и смену режущего инструмента. Обработанная с четырех сторон заготовка передвигается по стрелке В по направляющим 7 на позицию 9.

Рис. 23.  Многооперационный станок.

 

В то время, пока в позиции 6 производилась обработка, в позиции 8 закрепляли вторую заготовку, которая по стрелке А также передается в позицию обработки. Готовая деталь с позиции 9 передается по стрелке С в позицию 8, ее снимают со стола, а на ее место устанавливают следующую заготовку. Вспомогательные движения максимально совмещены. Во время обработки заготовки магазин 3 перемещается, и в районе действия руки 4 оказывается нужный инструмент. На его смену расходуется несколько секунд.

Обработка на многооперационных станках обеспечивает повышенную точность. Инструмент настраивается на размер вне станка, положение его очень точно фиксируется в рабочем шпинделе. Эффективность использования таких станков возрастает с увеличением сложности обрабатываемых заготовок.

Высшей формой организации работы станков с ЧПУ является создание комплексных автоматизированных участков с централизованным управлением от ЭВМ.

 

38