Шлифовальные станки. Системы чпу для шлифовальных станков Система управления шлифовальным станком

Качество обработки шлифованием в большой степени определяется степенью соответствия реальных параметров процесса оптимальным. По причине износа и правок шлифовального круга его диаметр изменяется, что вызывает изменение скорости резания и нарушение оптимальных условий обработки. Для стабилизации скорости резания на оптимальном уровне независимо от величины износа шлифовального круга и предназначена данная САУ.

Шлифовальный круг 1 установлен на шпинделе инструментальной бабки 2, имеющей устройство правки с правящим инструментом 3. Суппорт 4 правящего устройства связан с потенциометром 5, выполняющий функции преобразователя перемещения. Двигатель 6 главного движения является регулируемым двигателем постоянного тока и имеет тахогенератор7. Тиристорный преобразователь 8 предназначен для питания двигателя 6. В САУ входят также сравнивающее устройство 9, суммирующее устройство 10 и усилитель 11.

При работе САУ на вход суммирующего устройства 10 подается задающий сигнал в виде напряжения U о. С потенциометра 5 поступает на другой вход устройства 10 сигнал U, пропорциональный величине износа шлифовального круга 1. Суммарный сигнал через усилитель 11 подается на вход этого устройства, поступает сигал обратной связи тахогенератора 7, а напряжение ошибки поступает на вход тиристорного преобразователя 8 питания двигателя 6.

Во время правки круга 1 увеличивается напряжение , увеличивается ошибка, вырабатываемая сравнивающим устройством 9. В результате усиливается напряжение тиристорного преобразователя 8 и повышается угловая скорость двигателя 6 так, чтобы скорость резания соответствовала заданной. При повышении скорости двигателя увеличивается напряжение на выходе тахогенератора 7 и ошибка САУ уменьшится до порога чувствительности. Угловая скорость шлифовального круга стабилизируется на новом уровне и, таким образом, скорость резания остается постоянной.

7. Система автоматического управления гидросуппортом токарного станка.

Гидравлические копировальные устройства, применяемые на токарных станках, предназначены для автоматизации процесса обработки сложных фасонных поверхностей деталей машин, имеющих, как правило, круглое поперечное сечение.

О
брабатываемая деталь 1 установлена в патроне 2 в заднем центре токарного станка. Резец 4 закреплен в резцедержателе каретки 5, связанной со штоком цилиндра 6 и расположенной на направляющих суппорта 7. С копиром 8 взаимодействует щуп 9 однокромочного золотника 10. Полости А и В цилиндра 6 соединены между собой постоянным дросселем 11.

При обработке детали 1 сообщается вращение для создания скорости резания, в суппорте 7 – движение продольной подачи. Рабочая жидкость под давлением проводиться в полость А цилиндра и через постоянный дроссель 11 попадает в полость В, откуда через щель золотника 10 на слив. На схеме видно, что величина давления в полости Б определяется открытием щели золотника 10 и величиной проводимости постоянного дросселя 11.

В нейтральном положении (при неподвижном гидросуппорте) давление в полостях А и Б таково, что поддерживается равновесие цилиндра 6.

P A F A =P Б F Б

При прохождении щупа 9 по копиру 8 изменяется осевое открытие щели золотника 10, а следовательно и давление полости Б. цилиндр 6 перемещается и перемещает корпус золотника 10. Это перемещение происходит до тех пор, пока вновь не установится равновесное состояние. Таким образом, цилиндр 6 с резцом 4 полностью отрабатывает перемещение, заданное копиром 8 и на заготовке 1 формируется заданная поверхность.

В САУ гидросуппорта в качестве объекта управления входит процесс в замкнутой технологической системе станка.

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 2-36 03 31

«Монтаж и эксплуатация электрооборудования»

Дисциплина: «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий»

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4

Исследование электрооборудования и схемы

управления шлифовального станка модели 3А161

Электрооборудование предприятий и гражданских зданий

Методические указания по выполнению практической работы № 4

Разработал преподаватель ГГПТК «машиностроения» Осадчий В.А.

Методические указания обсуждены и утверждены на заседании методической комиссии колледжа_____________

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4 Исследование электрооборудования и схемы

Управления шлифовального станка модели 3А161

Цель работы: Изучитьпринцип работы электрооборудования и схемы

управления шлифовального станка модели 3А161,методику расчета и выбора электродвигателя главного движения.

Задачи работы

1. Изучить основные понятия шлифовального станка, их характе­ристики, принципы пуска и регулирования, режимы работы.

2. Изучить принципы выбора электрооборудования шлифовального станка.

3. Изучить схему устройства и управления шлифовального станка.

Методические указания

Общие сведения

Шлифовальные станки получили распространение во всех отраслях промышленности в качестве станков общего и специального назначения.

На них можно выполнять как черновое, так и чистовое шлифование плоских, цилиндрических, зубчатых и других поверхностей с помощью аб­разивных кругов.

Основными технологическими узлами всех шлифовальных станков яв­ляются: шлифовальная бабка со шпинделем и шлифовальным кругом, сис­тема привода и передач, рабочий стол.

Шлифовальная бабка размещается на станине горизонтально или верти­кально в зависимости от вида станка.

Для закрепления инструмента (шлифовального круга) предназначен шпиндель.

Перемещение шпиндельной бабки по направляющим вдоль своей оси горизонтально или вертикально.

Шпинделю сообщается вращательное главное движение от отдельного электропривода.

Привод.

Патрон получает вращение от электродвигателя через плоскоременную передачу и предназначен для крепления круглых деталей.

Главное движение шлифовальному кругу сообщается от главного элек­тродвигателя через клиноременную передачу.

На внутришлифовальных станках обработка ведется небольшими кру­гами, поэтому в них применяются ускоряющие передачи от двигателя к шпинделю или специальные высокоскоростные двигатели, встраиваемые в корпус шлифовальной бабки. Такие устройства, объединяющие двигатель и шлифовальный шпиндель конструктивно в один узел, называются электрошпинделем.

В качестве привода вспомогательных механизмов применяются АД с КЗ-ротором. Примерами таких механизмов являются насосы гидравлики, охлажде­ния, смазки и другие.

Принципиальная электрическая схема управления ЭП круглошлифовального станка модели ЗА161 (рис. 1, 2, 3)

Назначение. Для управления и защиты ЭП круглошлифовального станка.

Примечание - Этот станок предназначен для наружного шлифования ци­линдрических поверхностей изделий длиной до 1000 мм и диаметром до 280 мм, наибольший диаметр шлифовально­го круга 600 мм; на задней бабке стола установлен прибор для правки шлифовального круга алмазом.

Основные элементы схемы.

ДШ, ДГ, ДН и ДИ - приводные двигатели шлифовального круга, гид­росистемы, насоса смазки и изделия.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема питания шлифовального станка модели ЗА161

Примечания:

1. ДШ - асинхронный двигатель с КЗ-ротором, мощность 7 кВт, угловая скорость 98 рад/с; за счет смены шкивов клиноременной передачи можно получить два значения угловой скорости кру­га 111 и 127 рад/с.

2. ДИ - двигатель постоянного тока параллельного возбуждения типа ПБС-22; мощность 0,85 кВт; угловая скорость плавно регули­руется в пределах от 35 до 250 рад/с изменением напряжения, подводимого к якорю от МУ.

3. ДГ- асинхронный двигатель с КЗ-ротором; мощность 1,7 кВт; угловая скорость 93 рад/с.

4. ДН- асинхронный двигатель с КЗ-ротором; мощность 0,125 кВт; угловая скорость 280 рад/с.

МУ - магнитный усилитель (в комплекте с ЭП типа ПМУ-5М).

Примечание - Усилитель собран по трехфазной мостовой схеме и име­ет 6 рабочих обмоток (w p), включенных последовательно с диодами Д1...Д6; диоды предназначены для выпрям­ления переменного тока и, одновременно, для обеспече­ния внутренней положительной обратной связи по току;

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема управления ЭП шлифовального

станка модели ЗА 161

w y 1 - обмотка управления задающая; w y 2 - обмотка управления, обеспечивающая положитель­ную обратную связь по току якоря двигателя; w y 3 - обмотка управления, обеспечивающая смещение в МУ. ВШ и ВП2 - выпрямители положительной обратной связи по току и

питания обмотки возбуждения двигателя изделия (ОВДИ). ЭмО и ЭмДП - электромагниты отвода и доводочной подачи. КШ, КГ, КН, КИ и КТ - контакторы управления электродвигателями шлифовального круга, гидросистемы, насоса охлаждения, изде­лия и торможения.

РОП - реле отсутствия питания в ОВДИ.

РП1 и РП2 -реле промежуточные чистовой обработки и отвода. РВ - реле времени, для обеспечения времени «выхаживания». РД - реле давления масла в гидросистеме. Примечания: 1. Стол станка движется гидравликой возвратно-поступательно (продольная подача) со скоростью от 100 до 600 мм/мин; реверсирование стола в конце каждого хода переключением золотника гидроцилинд­ра при помощи упоров, установленных на столе.

2. Поперечная подача шлифовальной бабки при наладочных работах выполняется вручную, а при автоматической работе - от системы гидравлики и управляется электромагнитами (ЭмО и ЭмДП). РКС - реле контроля скорости. ПЗ - потенциометр задающий. Rl, R2, R3, Rд - резисторы регулировочные.

Органы управления.

Кн.ПШ, Кн.ПГ, Кн.ПИ - кнопки «пуск» двигателей ДШ, ДГ, ДИ. Кн.СО, Кн.СИ - кнопки «стоп» общая и ДИ.

ВН, ВА1, ВИ - выключатели режимов работы («РУ» - ручное управ­ление, 0, «АР» - автоматическая работа).

ВА2 - выключатель («упор»-0-«скоба») для выбора режима работы. ВАК - выключатель прибора активного контроля (АК). Примечание - Прибор АК дает 2 команды: на чистовую обработку и на быстрый отвод.

ВО- выключатель местного освещения, для выключения лампы ос­вещения (ЛО).

МПО, МПД - микропереключатели отвода и доводки.

Режимы управления.

Автоматический - от ВН, ВИ, ВА1, ВА2, АК и «выхаживание». Наладка - вручную.

Работа схемы.

Исходное состояние.

Поданы все виды питания (включен выключатель линейный ВЛ), при этом подключаются (рис. 4.6-4): силовые цепи ДШ, ДГ и ДН; схема ПМУ-ДП; трансформаторы Тр.1 и Тр.2; цепи электромагнитов ЭмО и ЭмДП. Сис­тема гидравлики заполнена и приготовлена. От Тр.1 получает питание схема управления (рис. 2), а от Тр.2 - выпрямитель ВП2 (рис. 3), подключается цепь ОВДИ. РОП - готовится цепь КИ (РОП). Кн.ПГ - собирается цепь КГ .

КГ - подключается к сети (ДГ) (КП1...3) и пускается, в системе гидравлики давление повышается (РД - замкнут), готовится цепь КШ ;

Готовится цепь КШ (КГ:4);

Становится на самопитание (КГ:5).

Кн.ПШ - собирается цепь КШ .

КШ - подключается к сети ДШ (КШ: 1...3) и пускается,

Готовится цепь автоматической работы КИ (КШ:4),

Становится на самопитание, готовится цепь ручного управления КН (КШ: 5)

Рис. 3. Система ПМУ-Д шлифовального станка модели ЗА161

Работает гидронасос, вращается шлифовальный круг, подключена обмотка возбуждения ДИ.

Автоматическая работа.

Установить выключатели: ВН, ВИ и ВА1 - «Автоматическая работа»,

ВА2 - «упор», ВАК - «отключено», ВО - «вкл.» При этом засвечивается лампа местного освещения «ЛО». Примечание - Работа осуществляется в следующей последовательности:

Быстрый подвод к изделию шлифовальной бабки гидро­приводом, включение ДИ и ДН;

Шлифование при черновой подаче, а затем переход на чистовую подачу с работой «до упора»;

Автоматический отвод шлифовальной бабки и выключе­ние ДИ и ДН.

Начало процесса обработки производится наклоном на себя ГРУ (глав­ной рукоятки управления) станком. При этом гидросистема быстро подво­дит шлифовальную бабку до нажатия кулачком механизма врезания круга на микропереключатель (МГШ), собираются цепи КН и КИ . Установить ГРУ в «нулевое» положение.

КН, КИ - подключается к сети ГДН (КН: 1.. .3) и пускается,

Блокируется цепь) КТ (КН:4),

Подключается к сети МУ и ДИ (КИ: 1...3),

Блокируется повторно цепь КТ (КИ:5).

Работает насос охлаждения, включается гидропривод стола, начинает вращаться ДИ, при этом:

В заданную обмотку (w Y 1) поступает сигнал (U 3 - U OOC), равный разно­сти заданного (U 3) и обратной связи (Uooc), снимаемого с якоря двига­теля.

Примечание - Угловая скорость двигателя регулируется изменением U 3 посредством перемещения общей рукоятки рези­сторов ПЗ и R2.

В обмотке положительной обратной связи (w Y 2)сигнал пропорциона­лен току якоря (U П OC).

В обмотке смещения (w Y 3)сигнал смещения (U СМ) задается резистором R3. Таким образом, осуществляется автоматический разгон ДИ до выхода на естественную характеристику (w H 0 M), начата черновая обработка, сработа­ет «РКС» и подготовит цепь КТ| (РКС).

По окончании черновой обработки кулачок механизма врезания шлифо­вального круга нажимает на микровыключатель (МДП), собирается цепь РП1.

РП1 - подключается ЭмДП (РП1) и переключает золотник гидро­привода шлифовальной бабки на уменьшение скорости посту­пательного движения. Осуществляется чистовое (доводочное) шлифование.

По достижении заданного размера изделия нажимается микропереклю­чатель отвода (МПО), собирается цепь РП2 .

РП2 - подключается ЭмО (РП2:1) и переключает золотник гидро­привода на быстрый отвод.

При возвращении шлифовальной бабки в исходное положение размыка­ется микропереключатель (МПИ), а следовательно, и цепи КИ и КН.

Отключаются от сети и останавливаются двигатели ДИ и ДН.

Шлифование закончено.

Работа с прибором АК. (Установить ВА2 - «скоба», ВАК - «АК»).

Работа со «скобой» осуществляется так же как и «до упора», команды те же, но поступают они от прибора активного контроля (АК).

Выхаживание.

Если в цикл работы круглошлифовального станка включена операция «выхаживание», т.е. шлифование с выключенной подачей, то в схему (рис. 1) вводится реле (РВ) времени (прерывистая линия), контакт кото­рого включается в цепь ЭмО вместо контакта РП2:1.

Реле времени контролирует продолжительность «выхаживания».

Наладка. (Установить ВН, ВИ, ВА1 - «ручное управление», а ВА2 -«упор»), работает ДГ, остановлен ДШ.

Включение ДИ производится нажатием Кн.ПИ, а остановка - Кн.СИ. Кн.ПИ - собирается цепь КИ .

КИ - подключается МУ и ДИ к сети (КИ: 1...3) и пускается,

Становится на самопитание (КИ:4),

Блокируется цепь КТ (КИ:5).

Двигатель быстро разгоняется, срабатывает РКС и готовит цепь КТ (РКС).

Кн.СИ - размыкается цепь КИ.

КИ - отключается ДИ от сети (КИ: 1.. .3),

Собирается цепь КТ (КИ:4).

КТ - происходит процесс динамического торможения ДИ, а при скорости, близкой к «нулю» РКС отключит КТ.

Защита.

От токов КЗ - силовые цепи (Пр.1, Пр.2, Пр.З) переменного тока;

Цепь управления (Пр.5),

Цепь освещения (Пр.4).

От перегрузки - двигатели (РТШ, РТГ, РТИ).

Блокировки.

Невозможность пуска при отсутствии давления в гидросистеме (РД), при отсутствии питания в цепи возбуждения (РОП), при торможении (КТ:2).

Питание.

3 ~ 380 В, 50 Гц - силовая сеть переменного тока. Выпрямленный ток - цепи постоянного тока (ДИ, ОВДИ). 1 ~ 220 В, 50 Гц - цепи управления.

ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СТАНКА

Для шлифовальных станков Мощность резания зависит от вида шлифования.

При шлифовании периферией круга мощность определяется по формуле:

P Z = C P ∙v u ∙t∙S 0 ∙d, кВт, (1)

при шлифовании торцом круга:

P Z = C P ∙v u ∙t∙B, кВт, (2)

где C P - коэффициент, характеризующий материал изделия и твердость круга; v u - окружная скорость детали или скорость движения стола, м/мин; t - глубина шлифования, мм; S 0 - подача в направлении оси шлифовального круга (поперечная) в миллиметрах на один оборот детали или стола станка или на один ход стола; d - диаметр шлифования, мм В - ширина шлифования, мм.

При плоском шлифовании глубина шлифования назначается в пределах 0,005…0,015 мм при чистовых проходах и 0,015…0,15 мм при черновых прохо­дах. Поперечная подача зависит от ширины круга и назначается на чистовых проходах 0,2…0,3, а на черновых 0,4…0,7 его ширины. Скорость продольной подачи заготовки назначается в пределах от 3 до 30 м/мин.

Системы управления станками

К атегория:

Фрезерные работы

Системы управления станками

При механической обработке заготовок необходимо обеспечить определенную последовательность рабочих и вспомогательных движений в станках, которую называют программой.

Рис. 1. Системы числового программного управления

Системами управления называют устройства, воздействующие на приводные механизмы исполнительных органов станка.

Ручное управление при обработке на станках предусматривает выполнение программы самим оператором на основе исходной информации (чертеж, технологическая документация), а также текущей информации по результатам измерений и наблюдений за работой станка и инструмента.

Автоматическое управление станком (или линией) предусматривает запись и выполнение всей программы (или ее части) при использовании специального программоносителя - запоминающего устройства. В качестве программоносителей применяют регулируемые упоры, кулачки, копиры, наборные устройства и др.

Числовое программное управление (ЧПУ ) является разновидностью автоматического управления и предусматривает запись программы в виде буквенно-цифрового кода (на перфоленте или магнитной ленте переключателями, штекерными панелями, либо хранится в памяти управляющей вычислительной машины).

Числовые системы программного управления, применяемые на фрезерных станках, бывают двух видов: разомкнутые (или без обратной связи) и замкнутые (или с обратной связью). В разомкнутых системах (рис. 198, а) имеется один поток информации, направленный от считывающего устройства к исполнительному механизму. При перемещении ленты с программой через считывающее устройство и дешифратор на его входе возникают командные сигналы. Однако обычно эти сигналы не обладают достаточной мощностью для приведения в действие исполнительных органов. Поэтому в системах автоматических устройств часто используют усилители для усиления сигналов. После усиления сигналы поступают в привод М, который перемещает определенный узел станка в требуемое положение непосредственно или через промежуточные механизмы. Перемещение рабочих органов здесь точно дозировано шаговыми двигателями. Эта система Отличается простотой и невысокой стоимостью, однако надежность и точность этой системы. уступает системам управления с обратной связью.

В замкнутых системах в процессе обработки детали ведется непрерыв

ное сопоставление действительного размера обрабатываемой заютовки или действительного перемещения узла станка с заданной программой. При считывании заданной программы на выходе считывающего устройства и дешифратора возникают командные сигналы, которые поступают в сравнивающее устройство. В него же поступают сигналы датчика обратной связи. Датчик производит измерение действительного перемещения узла станка или размера заготовки и преобразует его в сигнал обратной связи, направляемый в сравнивающее устройство. В сравнивающем устройстве сравниваются сигналы от датчика обратной связи с сигналами от считывающего устройства и дешифратора. В случае разницы между заданными и фактическими величинами перемещений (или размеров) на выходе сравнивающего устройства появляется сигнал, соответствующий величине рассогласования. Этот сигнал через усилитель подается к исполнительному устройству, которое производит регулировку работы станка в соответствии с заданной программой.

В аналоговых системах программного управления информация поступает в сравнивающее устройство от задающей программы и от датчика обратной связи не в числовом коде, а в преобразованном виде. Используется аналог (напряжение, фаза), пропорциональный заданному числу. В этих системах используют индуктивные и погенциометрические датчики обратной связи.

Кодовые системы программного управления основаны на использовании специальных кодовых датчиков. Показания о фактическом перемещении в числовом коде снимают с датчика и сравнивают с программой, считываемой с перфоленты в том же условном коде.

В импульсных системах программного управления используется принцип сравнения числа импульсов, поступающих с исходной программы с числом импульсов, выработанных датчиком обратной связи в соответствии с величиной фактического перемещения. При совпадении числа заданных и числа отработанных датчиком обратной связи импульсов двигатель привода отключается.

По технологическому назначению системы программного управления делят на позиционные и контурные. Позиционные системы ЧПУ для независимого перемещения рабочих органов станка, как правило, в прямоугольных координатах. Их используют для автоматизации сверлильньгх и координатно-расточных станков. Контурные системы ЧПУ предназначаются для обработки деталей сложной формы за счет согласованного перемещения рабочих органов по нескольким координатам. Применяются двухкоординатные, трехкоорди-нагные, четырехкоординатные и даже пяти-координатные системы числового программного управления (три прямолинейных перемещения по взаимно перпендикулярным направлениям и два вращательных движения).

В последнее время большое внимание уделяется вопросам диагностики системы «станок- устройство ЧПУ» в целях сокращения времени простоев, связанных с отказами оборудования. Так, устройства ЧПУ типа CNC контролируют следующие параметры: ошибки программирования, ошибки обслуживания станка, отказы электронных блоков, повышение температуры в шкафу управления выше установленного значения, состояние приводов, состояние механических узлов станка и др.

Нашли применение упрощенные системы с ручным вводом управляющей программы с клавиатуры непосредственно на рабочем месте. Они предназначены для контурного управления универсальными станками в единичном и мелкосерийном производстве. Применение таких систем уменьшает время переналадки станка при сохранении высокой точности. Малый габарит системы позволяет встраивать их непосредственно в станок.

Системы группового управления станками с устройствами ЧПУ (для управления несколькими станками) осуществляют следующие функции: распределение программы обработки деталей; контроль за работой станков и диагностику ошибок; выдачу данных для управления станками; оценку состояния станков; проверку и корректировку программ на рабочем месте и др.

Системы циклового управления. Программное управление делят на числовое и цикловое. При числовом управлении в состав задаваемой программы входит информация о цикле и режимах обработки, а также о пути перемещения рабочих органов станка. В системах циклового управления программа содержит только информацию о цикле и режимах обработки, а величину перемещения рабочих органов задают наладкой упоров. Цикловые системы программного управления отличаются от числовых сравнительной простотой структуры, однако имеют меньшие технологические возможности. В качестве программоносителя используют штепсельные и шпоночные коммутаторы. Заданную программу обработки детали на станке с цикловым управлением выполняют с помощью установки штекеров в соответствующие гнезда штекерной наборной панели (коммутатор помимо штепсельного), применяется также шпоночный коммутатор, в котором штепсельные гнезда заменены кнопочными переключателями. Устройства циклового программного управления имеют более высокую надежность, чем устройства ЧПУ , они просты в эксплуатации и наладке.

Адаптивные системы (AQ управления предусматривают переработку текущей информации об изменениях в станке, обрабатываемой заготовке или инструменте для внесения соответствующих изменений в программу обработки. Они применяются главным образом на станках с ЧПУ . В настоящее время различают адаптивные системы предельного регулирования (АСР ) и адаптивные системы оптимизации (АСО ). Они в свою очередь делятся на две группы - геометрические, предназначенные для повышения точности обработки, и технологические - для повышения производительности при снижении себестоимости.

При использовании технологических АСР желаемый эффект достигается благодаря тому, что при смене условий обработки, приводящих к изменению регулируемого параметра (например, мощности или силы резания), изменяется регулирующий параметр (например подача). Фиксируя и поддерживая регулируемый параметр на некотором заданном уровне, можно управлять ходом процесса обработки - подавать команды на переход от холостого хода к резанию, на смену инструмента, изменять режим резания, обеспечивать защиту инструмента и станка от поломок и т. п. При использовании АСО желаемый эффект достигается благодаря тому, что при изменении условий обработки автоматически устанавливается режим резания, близкий к оптимальному.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЧПУ В ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКАХ

Использование в крупносерийном и массовом производстве гибких (с автоматизированной переналадкой) автоматических линий, многооперационных станков, промышленных роботов, управляемых от ЭВМ, позволяет производить быструю переналадку этих линий на другой тип изделий, а также повысить коэффициент использования оборудования.

Системы ЧПУ широко применяются в шлифовальных станках. Благодаря ЧПУ упрощается переналадка, повышается точность обработки в результате использования прецезионных элементов привода (передача винт - гайка качения) и точных измерительных средств.

Так как операции шлифования, как правило, завершающие, то шлифовальные станки должны обеспечить точность позиционирования гораздо более высокую, чем станки других типов. Это требует использования в станках с ЧПУ измерительных систем с высокой разрешающей способностью, обеспечивающих жесткие допуски на точность позиционирования. Кроме того, в шлифовальных станках изменение диаметра шлифовального круга ввиду его износа и правки вызывает необходимость применения механизма автоматической компенсации шлифовального круга. Эти особенности шлифовальных станков вызывают технические трудности при оснащении станков системами ЧПУ и увеличивают их стоимость.

Наибольшее распространение получили кругло-шлифовальные станки с ЧПУ. Их применение особенно целесообразно в тех случаях, когда должна обрабатываться деталь с различными переходами, например шейками различных диаметров. Применение станка с ЧПУ особенно эффективно в мелкосерийном и единичном производстве, где величина партии настолько мала, что постоянная переналадка приводит к большим затратам времени.

5.2. ОБЩАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМ СЧПУ

Числовым программным управлением станка называют управление обработкой заготовки по управляющей программе, в которой данные заданы в цифровой форме. Устройство, выдающее команды на исполнительные органы станка в соответствии с управляющей программой и информацией о состоянии объекта (станка), называется устройством числового программного управления (УЧПУ). УЧПУ, алгоритмы работы которого реализуются схемным путем (специальным построением полупроводниковых схем - функциональных узлов и блоков) и не могут быть изменены после изготовления устройства, называется аппаратным устройством числового программного управления (NC). УЧПУ, алгоритмы работы которого реализуются с помощью программ, вводимых в его память, и могут быть изменены после изготовления устройства, называется программируемым устройством числового программного управления (CNC). УЧПУ типа CNC, как правило, строится на базе микроЭВМ и может быть совмещено с ЭВМ. Числовое программное управление группой станков от ЭВМ, имеющей общую память для хранения управляющих программ, распределяемых по запросам станков, называ

ется групповым числовым программным управлением станками (DNC).

Обобщенная структурная схема УЧПУ приведена на рис. 5.1. Управляющая программа считывается в устройстве ввода (1), т. е. преобразуется в электрические сигналы, которые направляются в устройство обработки программы (2), которое, в свою очередь, через устройство управления привода (3) воздействует на привод подачи

(4). Величина перемещения узла (суппорта) контролируется датчиком (5), который включен в цепь обратной связи. Информация с датчика проходит через устройство обратной связи (6), где происходит сравнение фактического перемещения с заданным по программе. Необходимые коррективы вносятся в последующее движение суппорта. Дополнительные функции (включение привода других узлов, выключение привода других узлов и т. п.) выполняются исполнительными органами этих узлов

(5) при получении команды от устройства технологических программ (7), которые получены из устройства ввода (1). На схеме показана работа УЧПУ замкнутого использования, т. е. когда обратная связь идет по одной координате. В случае выполнения УЧПУ разомкнутого исполнения датчика (5) и устройство

(6) обратной связи отсутствуют, что снижает точность обработки, и поэтому в шлифовальных станках применяются редко.

Системы ЧПУ можно классифицировать по виду управления движения: позиционные (П) и прямоугольные или контурные (Н).

Позиционные СЧПУ. При позиционировании рабочий узел станка (например, суппорт, шпиндельная бабка) перемещается в новую точку, причем перемещение должно быть произведено по произвольной траектории за кратчайшее время. Число управляемых координат - до пяти, одновременно управляемых координат - не более двух, причем рабочая подача

Страницы статьи: 1