|
Общие сведения о станках с программным управлением. Применение станков с программным управлением - наиболее эффективное решение задач автоматизации процессов обработки разнообразных и сложных деталей в единичном и мелкосерийном производстве. Станок с программным управлением оборудован устройством, имеющим автоматическую систему управления, при которой необходимая последовательность обработки и величина перемещения рабочих органов фиксируется заранее на бумажной или магнитной ленте или другим способом, а затем через командоаппарат обеспечивается выполнение станком зафиксированной программы обработки детали.
Программное управление позволяет быстро переходить от обработки деталей одной конфигурации к обработке других деталей, имеющих иные размеры и формы при сравнительно небольшой затрате времени и средств на переналадку станка. Эта особенность программного управления позволяет автоматизировать производство даже при небольших партиях обрабатываемых деталей.
Система программного управления с предварительно зафиксированной программой на бумажной (перфорированной) или ня магнитной ленте используется в токарных, расточных, фрезерных и других станках, обеспечивая выполнение всех операций при наивыгоднейших режимах обработки, намеченных технологическим процессом.
Лента с записью программы работы станка используется для управления автоматическим циклом движений при обработке всех последующих деталей. Лента закладывается в командоаппарат, и при ее перемещении в нем электрические импульсы передают команды к исполнительным органам станка.
Программное управление станков позволяет автоматизировать движения суппортов, регулировать режимы резания и управлять вспомогательными движениями станка.
Команды, осуществляющие управление указанными процессами, составляют программу обработки детали. Из многих способов задания программы (команд) рассмотрим наиболее распространенный, осуществляемый путем пробивки отверстий на перфокарте или перфоленте.
Исполнение команд, нанесенных на перфокарту в виде отверстий, осуществляется через устройство, называемое командоаппаратом, который воздействует соответствующим образом на рабочие органы станка. Команды управления представляют собой электрические импульсы, получаемые при считывании программы. Каждое отверстие на перфокарте дает один импульс. Порядок поступления импульсов определяется гюследовательностью расположения отверстий.
Считывание команд с перфокарты и принцип их исполнения показаны на рис. 270. По ширине перфокарты 4 располагаются пять дорожек с отверстиями, каждая из которых предназначена для записи определенной команды. Например, отверстия на первой дорожке будут давать команды на включение продольного суппорта, а на второй -- на включение поперечного суппорта и т. д. Считывающая головка 5 имеет контакты 2, 8 и др. Число контактов равно числу дорожек на перфокарте. В процессе считывания перфокарта перемещается с постоянной скоростью в на правлении, указанном стрелкой А. Контакты 2, 3 и др. скользят по движущейся под ними перфокарте, являющейся электрическим изолятором. Когда контакт 2 совмещается с отверстием первой дорожки перфокарты, то происходит касание его с контактной пластиной 1. При этом замыкается цепь б и подается короткий электрический сигнал -- импульс в командоаппарат 8. Каждый импульс вызывает перемещение продольного суппорта. Когда контакт 8 совмещается с отверстием второй дорожки карты, то импульс через командоаппарат 7 вызывает перемещение поперечного суппорта и т. д.
Токарный станок с программным управлением. Принципиальная схема токарного станка с программным управлением показана на рис 271. Командное устройство станка размещается в отдельном блоке, укрепленном на станке, и представляет собой металлический барабан БЛ, перемещающий перфорированную ленту с записанной на ней программой работы, и электромагнит ЭЛ с шаговым (храповым) механизмом для периодического поворота барабана БЛ с лентой и четырнадцати контактов. При продвижении ленты по барабану БЛ тот или иной контакт, касаясь через определенное отверстие в ленте, замыкает через металлический барабан цепь управления и включает соответствующий механизм станка. Сигнал поступает в очередной электромагнит (электромагниты расположены в фартуке суппорта), включающий одну из трех кулачковых муфт фартука М1, М2, М3(рис. 272). Эти муфты, встроенные в фартук, переключаются с помощью электромагнитов 3В, 3С, ЭН и др. (см. рис. 271) и трех путевых переключателей ПК1, ПК2 и ПКЗ. Муфта М1 может занимать одно из трех положений А, Б, В. Электромагнит ЭН, включая муфту М1вправо (положение В), обеспечивает передачу движения с вала 1 на вал 111 через зубчатые колеса 1 и 5 и далее на винт VI поперечного суппорта или на винт VII продольного суппорта. Электромагнит 3С служит для останова движения суппорта путем передвижения муфты М1, в нейтральное положение Б. Электромагнит ЭВ, передвигая муфту М1, влево (положение А), обеспечивает передачу вращения с вала I на вал II и III через зубчатые колеса 2, 3 и 4 и изменяет направление движения продольного или поперечного суппорта. Электромагнит ЭБ, переключая муфту М2влево (положение Г), передает вращение с вала III на вал IV и V через перебор зубчатых колес б, 7, 9, 8. В результате винты VI или VII, вращаясь, передают одному из суппортов медленное (рабочее) перемещение. Быстрое перемещение суппортов осуществляется электромагнитом ЭМ, переключающим муфту М2 вправо (положение Д) и передающим вращение вала III непосредственно на вал V. Электромагнит ЭД, передвигая муфту М3 влево (положение Е), передает движение от вала V на винт VI поперечного суппорта через зубчатые колеса 12 и 13 и червячную передачу 10 и 11. Электромагнит ЭП перемещает муфту М3 вправо (положение Ж) и передает вращение от вала V на гайку 16 винта VII продольного суппорта через зубчатые колеса 14 и 15.
Так как все электромагниты сблокированы с помощью рычагов переключения 5, б и 7 (см. рис. 271), то не могут одновременно последовать противоречивые команды. Например, при спаренных электромагнитах ЭП и ЭД одновременное включение продольной и поперечной подачи невозможно.
Барабан БЛ передвигает ленту на один шаг с помощью храпового механизма, действующего от электромагнита ЭЛ. Этот магнит срабатывает в трех случаях:
1) от ручной кнопки КЛ, что необходимо при наладке станка и при пуске его в ход;
2) от путевых выключателей ПК1, ПК2, ПКЗ и ПК4, замыкающих цепь, для срабатывания исполнительных электромагнитов ЭB, ЭС, ЭН, ЭБ и др.;
3) от контроллерных барабанов СП, СД, закрепленных на концах ходового винта СД и винта поперечного суппорта СП.
Особое значение имеет работа контроллерных барабанов СП и СД. Как видно из схемы (см. рис. 271), их контакты включены последовательно с контактами, скользящими по барабану БЛ. Поэтому электромагнит ЗЛ окажется под током и барабан с лентой передвинется только в.том случае, если одновременно замкнутся скользящие контакты на барабане БЛ и на одном из барабанов СП и СД.
На барабане СП поперечного суппорта расположены слева пятьдесят пластинок, а справа пять, поэтому в течение одного оборота винта с шагом 5° мм может произойти 50 замыканий левого контакта или пять замыканий правого. Если на перфорированной ленте против аналогичных контактов окажутся отверстия, то электромагнит 3Л передвинет ленту на столько шагов, сколько имеется на ней отверстий.
Таким образом происходит отсчет пути пройденного суппортом в десятых долях миллиметра или в миллиметрах. Если на ленте имеется, например, четыре отверстия под контактом 4 и шесть отверстий под контактом 3 барабана СП, то суппорт, пройдя 6,4 мм, заставит ленту передвинуться на 6+4=10 шагов, после чего на ленте должно оказаться отверстие на другой дорожке для какой-либо другой команды, например, для переключения на продольную подачу. Точно так же работает барабан СД ходового винта с той разницей, что он имеет слева десять пластин, а справа -- одну, благодаря чему при шаге винта 10 мм даются отсчеты контактом 2 в миллиметрах и десятках миллиметров контактом 1.
Скользящие по барабану БЛ остальные контакты служат для включения исполнительных электромагнитов 3В, 3С, 30, 3Б и др. для других команд, например реверсирование перемещения суппорта, включение медленного или быстрого движения суппорта и т. д.
Наряду с автоматическими переключениями от перфорированной ленты в электросхеме предусмотрены параллельно включенные кнопки ручного управления КР, КЛ, КД, КМ и др. (см. рис. 271), необходимые при наладке станка на новую работу.
В схеме имеются еще сигналы: две зеленые лампы ЗП и ЗД для указания момента замыкания контактов на барабанах СП и СД, устанавливающих суппорты в исходное положение; красная лампа КЛ, сигнализирующая конец обработки, и желтая лампа Я(Л, указывающая на необходимость изменения режима резания.
В станке применена четырехпозиционная резцовая головка, для поворота которой служит электродвигатель МР, установленный на суппорте. Он включается при срабатывании реле 3Р. После поворота резцовой головки срабатывает путевой выключатель ПК4, замыкающий цепь электромагнита 3Л, что вызывает поворот барабана БЛ с перемещением ленты на величину шага.
На рис. 273 показана часть перфорированной бумажной ленты, имеющей четырнадцать рядов в соответствии с числом считывающих контактов на барабане БЛ. Отверстиями, находящимися в первом ряду ленты (обозначен буквой А), фиксируется величина перемещения продольного суппорта в десятках миллиметров. Каждое отверстие этого ряда обеспечивает продольному суппорту продвижение на 10 мм. Если, например, в нем подряд расположено четыре отверстия, то продольный суппорт переместится в заданном направлении на 40 м,я. Отверстиями второго ряда ленты (обозначен буквой Б) фиксируется величина перемещения продольного суппорта в миллиметрах. Каждое отверстие этого ряда вызывает перемещение продольного суппорта на 1 мм. Отверстия третьего ряда В ленты служат для записи величины перемещения поперечного суппорта в миллиметрах. Каждое отверстие этого ряда обеспечивает продвижение поперечного суппорта на 1 мм. Следующий ряд Г предназначен для фиксирования величины перемещения поперечного суппорта в десятых долях миллиметра. Пятый ряд Д используется для зажигания желтой лампочки, сигнализирующей о необходимости изменения режима резания. Шестой ряд Е служит для зажигания
, «« красной лампочки, сигнализирующей окончание, Я обработки детали Остальные ряды выдают следующие команды: «Поворот резцовой головки», «Включение поперечного суппорта», «Включение продольного суппорта», «Медленное передвижение суппорта», «Быстрое передвижение», «Назад», «Вперед», «Стоп».
Для обработки на этом же станке другой детали необходимо сменить перфоленту, на что потребуется две-три минуты.
При обработке ступенчатых валиков и втулок на токарном станке, оснащенном описанной системой программного управления, достигается точность 4-го класса по диаметральным размерам.
Программа записывается на бумажную ленту специальными устройствами (перфораторами), пробивающими отверстия в требуемом порядке. На рис. 274 показана одна из конструкций перфоратора для пробивания отверстий вручную.
|
