Цикловое и числовое программное управление станками

Что нам дает автоматизация
Замена человека в опасных и вредных условиях деятельности.
Замена человека автоматами на производстве
Преобладающая схема общения: человек-автомат(человек-ЭВМ)
Сокращение персонала, малолюдные и безлюдные технологии
Миниатюризация техники, высвобождение производственных площадей.
Повышение безопасности условий труда.
Повышение комфортности работы
Совершенствование дизайна и повышение культуры производства

Совершенствование технологий и эффективности производства
Гибкость производства (перенастраиваемость), универсальность
Уменьшение сроков и стоимости подготовки производства
Повышение уровня профессиональных знаний, умений персонала
Экологизация и гуманизация производства
Повышение надежности оборудования
Оперативность ,эффективность управления
Совершенствование подготовки кадров

Назначение и область применения систем ЦПУ
Система циклового программного управления (ЦПУ) – это система ПУ, в которой полностью или частично программируются цикл работы станка, режимы обработки и смена инструмента, а величины перемещений рабочих органов задаются с помощью предварительно налаживаемых упоров.
Цикл работы станка - это совокупность всех движений, необходимых для обработки заготовок и выполняемых в определенной последовательности.
Этап цикла - это часть цикла , при отработке которой не происходит никаких изменений - включений или отключений, связанных с изменением работы оборудования.

Циклы фрезерования:
а - одной детали; б - двух деталей;
в - 4-х плоскостей по контуру одной детали.

Системами ЦПУ оснащают
токарно-револьверные,
лоботокарные,
токарно-копировальные,
вертикально-фрезерные,
копировально-фрезерные,
вертикально-сверлильные,
алмазно-расточные и другие типы станков.
агрегатные станки в автоматических линиях для управления циклами работы с использованием ЭВМ,
для диагностики и планирования работы линии,
для управления промышленными роботами.

Плюсы и минусы применения ЦПУ
содержат только информацию о цикле и режимах обработки, величина перемещения рабочих органов задается настройкой упоров, воздействующих на путевые переключатели

Системы ЦПУ представляют собой комплекс устройств, в которых программируется цикл (последовательность) работы оборудования, и одновременно с помощью путевых переключателей устанавливается величина перемещения рабочих органов.
1 - стол станка; 2 – узел путевых переключателей; 3 - узел регулируемых упоров; 4 – блок силовой электроавтоматики; 5 – электродвигатель привода.

Функциональная схема системы ЦПУ
Программатор циклов: 1 - блок задания программы , 7 - блок поэтапного ввода программы
Схема автоматики: 2 - схема управления циклом работы станка, 6 - схемы преобразования сигналов контроля
Исполнительное устройство: 3 – исполнительные элементов (электрический, гидравлический или другие приводы рабочих органов станка, электромагниты, муфты и т. д.), 4 - рабочие органы станка (суппорты, револьверные головки, столы, насосы охлаждения и т. д.). 5 – датчик контроля окончания отработки

а – кинематическая схема, б – обрабатываемый цикл, в – штекерная панель

Программаторы циклов состоят из блока задания программы и блока поэтапного ввода программы.
Блок задания программы запоминает и вводит в систему полную программу, блок поэтапного ввода программы предназначен для последовательного считывания этапов программы и ввода их в систему для отработки.
Выпускают механические, электрические, пневмогидравлические и другие программаторы циклов.

Схема обработки на копировальных станках:
а – токарных; б – фрезерных.
1 – копир; 2 – щуп; 3 – копировальное устройство; 4 – режущий инструмент;
5 – обрабатываемая заготовка.

Схема 2-х координатной гидрокопировальной системы
токарного станка.
При продольном перемещении суппорта 5 с резцом, щуп 3 скользящий по профилю копира 2, управляет осевым перемещением золотника 4. Возникающие при этом изменения расхода масла, поступающего в полости поперечного гидроцилиндра, вызывают радиальные перемещения суппорта 5 и жестко связанного с ним корпуса золотника до тех пор, пока положение золотника 4 относительно корпуса не восстановится. В результате на обрабатываемой детали 1 резец воспроизводит заданную на копире форму.

Штекерная панель
Программа на штекерной панели задается вручную быстро и достаточно просто, но станок в этот период простаивает.
Кроме того, штекеры устанавливают непосредственно в цехе, поэтому возможны ошибки при их установке. Для безопасного и быстрого набора программ может быть использован накладной бумажный шаблон.

Задание программы циклового управления с помощью штекерной панели:
а – схема штекерной панели;
б – схема установки кулачков по длине вала в блоке задания перемещений.

Кулачковые командоаппараты - это программаторы механического типа с кинематическим заданием программы.
а - барабанного типа; б - дискового типа; в - со сменным перфорированным диском

Программируемый контроллер - это управляющая логическая машина последовательного действия, созданная на базе вычислительной техники, релейной бесконтактной автоматики и циклового программного управления оборудованием.
Они надежны и долговечны, имеют небольшие габариты, обеспечивают возможность быстрого изменения программы, легко специализируются в зависимости от конкретной обработки.
Функциональная схема программируемого командоадаптора:
1 – центральный процессор; 2 – постоянное запоминающее устройство; 3 – входное устройство; 4 – сканатор; 5 – выходное устройство; 6 – программная панель

Назначение и область применения систем ЧПУ
Числовое программное управление - (NC - Numerical Control) - это управление обработкой на станке по программе, заданной в цифровой кодированной форме. Данный способ управления станком, промышленным роботом или другим устройством представляет собой технологически гибкую разработку и задание управляющей программы в цифровой форме с использованием алфавитно-цифрового или унитарного кода.
В станках с ЧПУ механические связи заменяют многокоординатным управлением электроприводами с заданием по программе законов движения каждого привода

Устройство числового программного управления (УЧПУ) - устройство, выдающее управляющие воздействия на исполнительные органы станка в соответствии с заданной управляющей программой и информацией о состоянии управляемого объекта.
Система числового программного управления (СЧПУ) представляет совокупность функционально взаимосвязанных и взаимодействующих технических и программных средств, обеспечивающих числовое программное управление станком.
Управляющая программа (УП) – совокупность команд на языке программирования, соответствующая заданному алгоритму функционирования станка для обработки определенной заготовки.
Программоноситель –является носителем данных, на котором записана УП.

В качестве программоносителя применяют перфоленту, магнитную ленту, магнитный диск (дискету), а также другие специальные запоминающие устройства.

Плюсы и минусы применения ЧПУ

Обобщенная структурная схема СЧПУ
Устройство 1 ввода программы считывает программу, 2 – устройство технологических команд, 3 - исполнительные элементы , 4 - устройство отработки программы, 5 - устройство управления приводом , 6 - привод подач, 7 - устройство обратной связи, 8 - датчик.

Функциональная схема станка с ЧПУ: 1 - перфолента ; 2 - считыватель перфолент; 3 - блок ввода коррекции; 4 - панель управления; 5 – стойка ЧПУ; 6 - станок; 7 – шкаф электроавтоматики.