15.2. Классификация систем числового программного управления

Классификация СЧПУ производится по различным признакам:

1. По технологическому назначению.

2. По уровню технических возможностей.

3. По числу потоков информации (незамкнутые, замкнутые, самоприспособляющиеся или адаптивные).

4. По типу привода (ступенчатый, регулируемый, следящий, шаговый).

5. По принципу задания программы (с представлением программы в декодированном виде на магнитной ленте, в кодированном виде в абсолютных координатах или в приращениях на перфоленте и др.), с передачей программы на станок непосредственно от центральной ЭВМ.

6. По количеству одновременно управляемых координат (по одной, двум, трем, четырем и более координатам).

По технологическому назначению СЧПУ подразделяются на четыре вида: позиционные, прямоугольные, контурные, комбинированные (рис. 15.3).

3

1

2

4

Рис. 15.3. Классификация СЧПУ по технологическому назначению

Позиционные системы ЧПУ позволяют автоматически установить ИО станка в позицию, заданную программой управления станком, причем в период перемещения ИО обработка не ведется. Такие системы применяют в сверлильных и расточных станках. Время перемещения из одной точки позиционирования (x₁, y₁) в другую (x₂, y₂) должно быть минимальным. Число одновременно управляемых координат может колебаться в пределах одной – пяти. Перемещение ИО из позиции в позицию осуществляется с максимальной скоростью, а при подходе к заданной позиции – с минимальной – «ползучей» скоростью для уменьшения влияния инерционных сил и упругих сил.

Прямоугольные системы ЧПУ обеспечивают рабочие перемещения по программе ИО станка поочередно вдоль осей координат на заданные расстояния. Эти системы используют на токарных, фрезерных расточных станках для обработки ступенчатых валиков, деталей с прямоугольным контуром, а также для сверления отверстий, растачивания, нарезания резьб метчиком и т. д.

Контурные системы ЧПУ обеспечивают автоматическое перемещение ИО по произвольной траектории с контурной скоростью, заданной программой управления станком, Область применения контурных систем – токарные и фрезерные станки с ЧПУ.

Многоцелевые (сверлильно-фрезерно-расточные) станки для расширения их технологических возможностей оснащают комбинированными (контурно-позиционными) СЧПУ.

По уровню технологических возможностей по международной классификации СЧПУ делятся на следующие классы: NC – системы с покадровым чтением перфолент на протяжении цикла обработки каждой заготовки; SNC – системы с однократным чтением всей перфоленты перед обработкой партии одинаковых заготовок; CNC – системы со встроенной малой ЭВМ (компьютером, микрокомпьютером); DNC – системы прямого числового управления группами станков от одной ЭВМ; HNC – оперативные системы с ручным набором программ на пульте управления.

По числу потоков информации СЧПУ делятся на разомкнутые, замкнутые и адаптивные.

Разомкнутые СЧПУ характеризуются наличием одного потока информации, поступающего от считывающего устройства к ИО станка. В механизмах подач таких систем используют шаговые двигатели. Крутящий момент, развиваемый шаговым двигателем, недостаточен для привода подач. Поэтому указанный двигатель применяют в качестве задающего устройства, сигналы которого усиливаются различными способами, например, с помощью гидроусилителя моментов (аксиально-поршневого гидродвигателя), вал которого связан с ходовым винтом привода подач. В разомкнутой системе нет датчика обратной связи (ДОС) и поэтому отсутствует информация о действительном положении ИО станка, что снижает точностные показатели такой системы.

Замкнутые СЧПУ имеют два потока информации: один от считывающего устройства, второй от датчика обратной связи ДОС. При перемещении ИО могут возникнуть отклонения от программы, вызванные зазорами в системе привода, упругими деформациями системы СПИД и т. д.

В этих системах рассогласование между заданными и действительными величинами перемещения исполнительных органов станка устраняется благодаря наличию обратной связи.

Адаптивные СЧПУ характеризуются тремя потоками информации. Два потока информации – как у обычной замкнутой системы, третий поток служит для сбора и переработки информации о возмущениях, возникающих в процессе обработки. К ним относятся: износ режущего инструмента, изменение сил резания и сил трения, колебания припуска и твердости материала обрабатываемой заготовки и др. Такие системы позволяют корректировать программу с учетом реальных условий обработки.