Классификация устройств ЧПУ

Классификация систем программного управления.

Классификация систем ЧПУ:

1. по уровню технических возможностей
2. по технологическому назначению
3. по числу потоков информации
4. по принципу задания программы (числовые, цикловые)
5. по типу привода (следящий и следящерегулируемый)
6. по числу одновременно управляющих координат

Позиционная система ЧПУ предусматривает абсолютный отсчет, т.е. размеры деталей заданы от одной точки или одного торца, на котором находится начало координат, т.е. нуль отсчета. Эти системы обеспечивают переход исполнительных органов станка из одной позиции в другую. Перемещение из позиции в позицию совершается на максимальной скорости. При этом обеспечивается высокая точность обработки, так как погрешности предыдущих размеров не переносятся на последующие. Также упрощается программирование, так как не требуется рассчитывать путь инструмента.

Прямоугольные системы ЧПУ программируют перемещения исполнительных органов станка только поочередно вдоль одной из координатных осей. Скорость подачи при перемещении в заданную позицию и в процессе обработки задается управляющей программой. Прямоугольная система ЧПУ используется в тех случаях, когда обрабатываемые контуры заготовки можно расположить параллельно осям координат, например при продольном точении или плоскопараллельном фрезеровании.

Особенностью контурных систем является то, что форма образования детали осуществляется в результате совместных движений нескольких рабочих органов. При наличии непрерывной функциональной связи между ними, что дает возможность обрабатывать детали сложных конфигураций.

Задачей позиционной системы является обеспечение точной установки инструмента в рабочую позицию, при этом перемещение между позициями происходит без функциональной связи между координатами станка.

Комбинированные системы ЧПУ, отвечающие требованиям позиционной и контурной устройств применяют в основном для управления многоцелевыми станками. Форма образующей системы ЧПУ имеют несколько уровней сложности в зависимости от количества одновременно управляющих осей координат:

1) 2D формообразующие - осуществляет одновременное управление по двум осям координат станка. В результате на станке можно выполнять перемещения исполнительных органов по прямой линии по дуге. Обычно данная система ЧПУ применяется на токарных станках. На фрезерных станках 2D формообразующая система ЧПУ, как правило, не устанавливается, так как фрезерный станок имеет три оси координат, и одна из осей станка остается без управления системой ЧПУ. Например, если система ЧПУ управляет осями Х и У, то без управления остается ось Z.

2) 2 1/2D формообразующая система ЧПУ делает возможным управляемое перемещение исполнительных органов одновременно по трем осям координат станка, но при этом одновременно управляющими являются только две оси, а третья ость остается при этом неподвижной и служит в качестве установочной для отдельно выполняемого подвода и отвода инструмента. После выполнения заданной команды на перемещение в указанной плоскости обработки системой ЧПУ можно переключиться на перемещение в любую другую плоскость. В зависимости от выбранной плоскости обработки возможно одновременное управление разными осями таким образом, что движения исполнительных органов станка происходят в следующих плоскостях:

· Плоскость ХУ

· Плоскость ХZ

· Плоскость УZ

2 1/2D формообразующая система ЧПУ широко применяется в простейших фрезерных станках с ЧПУ, имеющих, как правило, шаговые приводы подач. Она позволяет выполнять на этих станках обработку контуров и поверхностей сложной формы, однако при этом обработка объемных контуров ведется послойно в одной выбранной плоскости обработки.

3D формообразующая система ЧПУ делает возможным управляемое перемещение исполнительных органов одновременно по трем осям координат станка, благодаря этому становится возможна обработка сложных пространственных контуров без изменения положения заготовки на станке. В настоящее время 3D формообразующей системой ЧПУ оснащается большинство промышленных фрезерных станков с программным управлением (ПУ).

3) 4D и 5D формообразующие

Классификация устройств ЧПУ

Устройство ЧПУ по степени совершенства, функциональным возможностям и в соответствии с международной классификацией делится по уровню технических возможностей на классы:

1. NC. Принцип работы: после включения станка и устройства ЧПУ читается первый и второй кадр программы. Как только заканчивается их чтение станок начинает выполнять команды первого кадра. Информация второго кадра в это время находится в запоминающем устройстве ЧПУ. Во время отработки второго кадра система читает третий и т.д. Недостатки системы:
• Для обработки каждой следующей заготовки из партии система ЧПУ читает все кадры перфоленты. В процессе чего могут возникнуть сбои считывающих устройств ЧПУ.
• Большое число кадров перфоленты повышают вероятность сбоя в системе.
• Быстрое изнашивание и загрязнение перфоленты увеличивают вероятность сбоя при чтении информации
• Если в кадре заполнены действия, которые станок выполняет быстро, то устройство ЧПУ за это время не успевает прочесть кадр, что также приводит к сбою.
• Небольшая точность обработки детали.
2. SNC отличается от системы NC увеличенным объемом памяти. Система SNC позволяет прочесть все кадры программы и разместить информацию в запоминающем устройстве большой емкости. Перфолента читается только один раз перед обработкой всей партии деталей и поэтому мало изнашивается. Все заготовки обрабатываются по сигналу из запоминающего устройства, что снижает вероятность сбоя и брак детали. В настоящее время устройство ЧПУ данного класса не выпускается, но схема работы этой системы является показательной и определяет существо программного управления.
3. CNC. Основу устройства ЧПУ составляет ЭВМ, запрограммированное на выполнение функции ЧПУ, блоки связи с координатными приводами, блоки выдачи технологических команд, требуемое логической последовательности, системные органы управления и индикации, каналы обмена информации с центральной ЭВМ. Использование системы контроля и диагностики повышает надежность и работоспособность системы ЧПУ данного класса. Преимущества:
• Обширная встроенная память, которая используется в качестве архива УП. УП может быть введена не только с перфоленты, но и с дискеты, по каналу внешней связи, но и отдельными кадрами вручную с пульта устройства ЧПУ.
• Возможность изменять и корректировать программу в период эксплуатации
• Запись в кадрах программ постоянных циклов
• Ряд систем имеют библиотеку типовых программ, встроенной системой автоматизированного проектирования
• Небольшое число кадров приводит к сокращению сроков подготовки программ и повышает надежность работы станка
4. НNC. Позволяет ручной ввод программы в электронную память ЭВМ устройства ЧПУ непосредственно с пульта. Программа легко набирается и исправляется с помощью клавиш и переключателей на пульте устройства ЧПУ. После отладки она фиксируется до окончания обработки партии одинаковых заготовок. Современное устройство системы данного класса построены на базе лучших устройств ЧПУ класса CNC. Устройство ЧПУ класса HNC имеет входное устройство для подключения внешних переносных устройств, имеет повышенный объем памяти. Программирование ведется с пульта устройства ЧПУ в режиме диалога и при исполнении архива стандартных подпрограмм. Устройства ЧПУ классов CNC, DNC, HNC обеспечивают автоматический выбор инструмента из имеющихся в наличии, определяют режимы обработки выбранным инструментом для деталей из различных материалов. Находят оптимальную последовательность операции. Такие системы позволяют вести подготовку УП непосредственно у станка по чертежу детали без предварительных работ технологического характера.
5. VNC. В устройстве ЧПУ данного класса существует функция введения информации голосом. Принятая информация преобразуется в УП и в виде графики и текста отображается на дисплее, что обеспечивает контроль вводимых данных, их коррекция и отработка. Такой ввод информации внедряется в робототехнику.