Системы автоматического управления металлорежущими станками

Управление металлорежущим станком – это воздействие на его механизмы и устройства для выполнения требуемого технологического процесса обработки заготовки с заданными точностью, производительностью и себестоимостью обработки.

Управление станком состоит из получения информации о цели управления, о результатах управления (перемещениях рабочих органов, срабатывании различных механизмов), анализа полученной информации, выработки решения и исполнения принятого решения.

Управление станком может осуществляться оператором (вручную) или без его непосредственного участия - системой автоматического управления.

При управлении вручную оператор использует свой опыт и сведения о методах обработки, последовательности выполнения технологических переходов, применяемых режимах обработки, возможностях и особенностях конструкции применяемого станка, режущих инструментов и др. На основе разработанной технологической карты или своего опыта и знаний он выбирает нужный режущий инструмент, зажимные и другие приспособления, мерительный инструмент, осуществляет их установку и наладку. И затем выполняет управление процессом обработки, получая соответствующее его квалификации качество обработки и производительность.

При автоматическом управлении металлорежущим станком функции его управления выполняет система автоматического управления, работающая по заранее составленной управляющей программе, вводимой в систему управления с помощью соответствующего программоносителя.

Функционирование станка при автоматическом управлении определяется его структурой и алгоритмом управления, заложенными в данную систему управления. При этом структура станка определяет его состав и связь между рабочими органами, вспомогательными механизмами и устройствами. Алгоритм управления, по которому работает система управления, предписывает последовательность выполнения различных функций управления станком.

Под управляющей программой (УП) понимают совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка по обработке конкретной заготовки. УП включает, как правило, команды трех категорий:

- технологические, обеспечивающие управление перемещениями рабочих органов станка с заданными подачами на требуемые расстояния в процессе обработки;

- цикловые, осуществляющие переключение скоростей, подач, выбор и смену инструментов, смену палет с заготовками, включение и отключение подачи охлаждающей жидкости, контроль точности обработки и др.;

- служебные или логические, обеспечивающие правильность отработки станков всех указанных выше ему команд.

Носитель данных на котором записана УП, называют программоносителем. В качестве программоносителя используют кулачки, копиры, линейки с упорами, перфоленты, магнитные ленты, а также запоминающие устройства различного типа.

По структуре САУ МС могут быть: разомкнутыми, замкнутыми и адаптивные.

В разомкнутых системах управления (см. рис. прошлой лекции) имеется только прямой поток информации и устройство управления не контролирует действительное положение рабочего органа станка, поэтому точность его перемещений будет зависеть от точности передаточных механизмов привода подач. Разомкнутыми системами являются системы управления с распределительным валом (РВ), механические копировальные системы, системы ЧПУ с приводами подач, в которых используются шаговые электродвигатели.

Замкнутые системы управления подразделяются на три подгруппы:

- с обратной связью по положению рабочих органов станка (стола, салазок, шпиндельной бабки). К этой группе относятся следящие копировальные системы и большинство современных систем ЧПУ;

- с обратной связью по положению рабочих органов станка и с компенсацией погрешностей станка (тепловых деформаций, износа, вибраций и др.). В этих системах имеются дополнительные датчики, измеряющие погрешности станка и также передающие сигналы в устройство управления для коррекции начальной информации;

- адаптивные, в которых кроме обратной связи по положению рабочих органов станка имеется обратная связь по параметрам процесса обработки (силе резания, крутящему моменту, температуре в зоне резания, амплитуде вибраций и т.д.), что позволяет учитывать и компенсировать влияние на точность обработки колебаний припуска на заготовке, твердости обрабатываемого материала, износа режущего инструмента и других факторов, которые носят случайный характер. Эти системы управления являются самыми сложными, но обеспечивают высокую точность, оптимальную производительность и минимальную себестоимость обработки.

По характеру управляющих сигналов различают непрерывные (аналоговые) и дискретные системы автоматического управления:

а) системы управления с РВ и кулачками, где УП задается в аналоговом виде – в виде рабочих и командных кулачков, устанавливаемых на РВ в соответствии с разработанной циклограммой;

б) копировальные системы управления, где УП также задается в аналоговом виде – в виде копира;

в) системы циклового программного управления (ЦПУ), в которых размерная информация задается в аналоговом виде путевыми упорами, устанавливаемыми на сменных линейках, и цикловая – в цифровом виде набором на пульте управления;

г) системы ЧПУ, в которых УП задается в цифровом виде и либо вводится с помощью перфоленты, либо набирается на пульте непосредственно оператором, либо подается от ЭВМ более высокого уровня.

Системы автоматического управления могут строится на механической, гидравлической, пневматической, пневмогидравлической, электрической, электрогидравлической и электронной основах.

Поиск по сайту: