Системи управління автоматизованим технологічним обладнанням
Найважливішою частиною будь-якого автомата є система і механізми управління. Одним з найважливіших визначальних ознак сучасних АТО обробки і складання електронних компонентів є тип системи управління, яка реалізує задану програму роботи, координує роботу всіх механізмів і пристроїв АТО протягом робочого циклу і виконує ряд додаткових функцій.
Загальні відомості про програмний управлінні верстатами
Підвищення продуктивності і якості робіт на металорізальних верстатах пов'язане з механізацією і автоматизацією циклу обробки та заготовки.
Під керуючою програмою розуміють сукупність команд на мові програмування, відповідну заданому алгоритму функціонування верстата по обробці конкретної заготовки.
Залежно від способу завдання розмірної інформації все системи управління верстатами поділяють на аналогові (нечислові) і числові. Аналогові системи управління перетворять вихідну інформацію, закладену в программоносітель в процесі підготовки виробництва. Программоносітелямі можуть бути: упори, розташовані певним чином на верстаті, копіри, кулачки і розподільні вали. Виконавчі органи верстата, по вихідної інформації, представленої у вигляді аналога програми переміщень, відтворюють дану програму обробки заготовки.
Аналогові системи управління класифікують на наступні типи: замкнуті, незамкнуті, копіювальні зі слідкуючим приводом.
Системи управління замкнутого типу здійснюють контроль виконавчого органу верстата по шляху (шляхові), часу (тимчасові), швидкості, потужності, тиску і інших параметрів.
Системи управління з приводом від копіра, кулачка, храпового механізму та інші, що здійснюють дозоване переміщення виконавчих органів верстата, а також системи без підсилювача потужності (копіювальні прямого дії) відносять до незамкнутим.
Широке застосування в верстатах різних типів знайшли копіювальні системи зі слідкуючим приводом (гідравлічним, електрогідравлічним або електричним). Ці системи мають зворотну механічну або електричну зв'язок.
В якості прикладу розглянемо роботу копіювальної системи управління з гідравлічним приводом, що стежить, що мають механічну зворотну зв'язок (рис. 1), використовувану на токарному верстаті для виготовлення з заготівлі 4 фасонної деталі 5 по копіру 8. Гідронасос, при роботі системи, подає масло під тиском РН в праву порожнину гідроциліндра 1, а ліва порожнина його з'єднана зі зливним трубопроводом Pc. В результаті різниці тисків поршень гідроциліндра 1 зі штоком почне рух по осі Z, тягнучи за собою шток слідкуючого гідроприводу 2. Дросселирующий гідророзподільник 7 з'єднаний з напірним РН і зливним Рс трубопроводами. Подовжній рух (по осі Z) щупа 9 по копіру 8 викликає переміщення гідророзподільника 7 щодо корпусу, в якому він розміщений. Відрив щупа 9 від робочої поверхні копіра 8 виключає пружина 6 гідророзподільника. У результаті переміщення гідророзподільника щодо корпуси слідкуючого гідроприводу 2 відкриваються дросселирующие щілини, утворені корпусом і гидрораспределітелем. Порожнини А і Б гідроциліндра з'єднуються відповідно з напірним і зливним трубопроводами. Перепад тиску на поршні слідкуючого гідроприводу 2 викликає переміщення корпуса привода за дросселирующим гидрораспределітелем 7, т. е. відбувається стеження за переміщенням щупа по копіру. Переміщення корпусу гідроприводу 2 передається різцю 3, жорстко пов'язаному з корпусом.
Рис. 1. Система управління копіювальна з гідравлічним слідкуючим приводом і механічною зворотним зв'язком: 1 - гідроцілліндр; 2 - гідропривід; 3 - Різець; 4 - заготовка; 5 - фасонна частина деталі; 6 - пружина; 7 - гідророзподільник; 8 - копір; 9 - щуп
Таким чином різець 3 отримує поздовжнє переміщення (по осі Z) від гідроциліндра 1, а поперечне переміщення (по осі X) - від корпусу гідроприводу 2.
Копіювальні системи широко застосовують для управління обробкою деталі по одній, двох і трьох координатах. Можливість швидкої зміни программоносітеля (копіра) дозволяє використовувати їх в умовах серійного виробництва.
Аналогові системи управління дозволяють підвищити продуктивність механічної обробки, але не володіють достатньою гнучкістю. Це обумовлює високу вартість переналагодження устаткування.
Еволюція технології числового програмного керування відбувалася в тісному зв'язку з розвитком обчислювальної техніки і залежала від нього. Без автоматизації програмування систем ЧПУ за допомогою ЕОМ було б неможливо складати керуючі програми для обробки багатьох видів деталей. Крім того, ЕОМ дозволяють удосконалювати і полегшувати процедуру програмування СЧПУ з використанням таких методів, як інтерактивна машинна графіка і мовне введення програм.
1. ЧПУ від ЕОМ, або машинне числове програмне управління (МЧПУ).
2. Пряме цифрове управління (ПЦУ).
3. Адаптивне управління (АУ).
У системах ЧПУ від ЕОМ, або МЧПУ, традиційні керуючі пристрої, реалізовані на базі не перебудовуваною (В«жорстко запаянійВ») апаратури, замінюються малої (міні-або мікро-) ЕОМ. Ця мала ЕОМ використовується для виконання ряду основних функцій ЧПУ за допомогою програм, що зберігаються в її оперативної пам'яті. Одним з характерних властивостей МЧПУ є те, що тут один верстат управляється однією ЕОМ.
На відміну від цього при іншому типі управління від ЕОМ-прямому цифровому управлінні (ПЦУ) - одна велика ЕОМ використовується для управління декількома окремими верстатами з ЧПУ.
Третій тип управління - адаптивне управління - не вимагає для своєї реалізації використання додаткової цифрової обчислювальної машини. Механічна обробка з адаптивним керуванням передбачає вимірювання керуючою системою однієї або більшого числа змінних, що характеризують процес обробки (наприклад, зусилля різання, температури, споживаної потужності і т.д.), і відповідна зміна швидкостей подачі та (або) різання для компенсації небажаних відхилень змінних керованого процесу. Мета такого режиму полягає в оптимізації процесу обробки, чого сама по собі СЧПУ забезпечити не в змозі. Багато ранні проекти систем адаптивного управління базувалися на аналогових керуючих пристроях. Сучасні системи такого типу використовують мікропроцесорну.
Технічні засоби ЧПУ
Технологія створення апаратних засобів ЧПУ з роками зазнала радикальні зміни. Можна виділити щонайменше сім поколінь апаратури керуючих пристроїв:
1. Електронні лампи (близько 1952 р.).
2. Електромеханічні реле (близько 1955 р.).
3. Дискретні напівпровідникові елементи (близько 1960 р.).
4. Інтегральні схеми (близько 1965 р.).
5. Пряме цифрове управління (близько 1968 р.).
6. ЧПУ від ЕОМ (близько 1970 р.).
7. Мікропроцесори і мікро-ЕОМ (близько 1975 р.).
Числове програмне керування для автоматизованого обладнання
Терміни та визначення основних понять в області числового програмного керування металоріжучим устаткуванням встановлює ГОСТ 20523-80.
Числове програмне управління верстатом (ЧПУ) - управління обробкою заготівки на верстаті по керуючої програмі, в якій дані задані у цифровій формі.
Пристрій, видає керуючі впливи на виконавчі органи верстата відповідно до керуючою програмою та інформацією про стан керованого об'єкта, називають пристроєм числового програмного управлінні (УЧПУ).
Розрізняють апаратне і програмоване УЧПУ. В апаратному (NC) влаштуванні алгоритми роботи реалізуються схемним шляхом і не можуть бути змінені після виготовлення прист...
