36 Назначение и классификация систем чпу

Системы ЧПУ в своем развитии прошли несколько этапов определяемых уровнем совершенствования электронной техники.

В первых системах ЧПУ в основном использовались наиболее простые электронные устройства. (Широкое применение получили системы с записью управления программы на магнитной ленте). В них не применялось кодирование информации.

Значительный цикл технологической подготовки, но простота в использовании.

Второе поколение систем с ЧПУ называлось системы NC (Numerical control) т.е. системы численного управления, построенные по принципу цифровой модели. Данные системы возникли в результате перехода вычислительной техники на микросхемы.

В этих системах управленческая программа представляется в закодированном виде на перфоленте. Для данных систем характерна ориентация отдельных структурных единиц на решение соответствующих задач: интерполяцию, ввод управляющей программы, управление контурной скоростью. Появляется возможность вводить с помощью клавиатуры некоторые коррекции (на размер инструмента, на элементы режимов резания). Данные системы имеют недостаток, связанный с жесткостью их структуры, т.е. они не приспособлены для управления различными объектами. Следовательно, их количество велико, что вызывает трудность эксплуатации. В данных системах хранение информации осуществляется на перфоленте, что требует использование фотосчитывающего устройства, а это снижает надежность системы.

Широкое внедрение больших интегральных микросхем привело к появлению систем ЧПУ третьего поколения, получивших название ─ системы CNC (Computer numerical control) Особенностью этих систем является их структура, которая соответствует структуре управления ЭВМ: она включает ─ вычислительные устройства, блоки памяти, блоки ввода и вывода информации и другие элементы.

Данные системы, по сравнению с системами NC, устроены не на количестве разнообразных блоков, а на использовании различных, множество разных подпрограмм.

Системы CNC , в зависимости от их характерных черт, можно подразделить:

─HNC (Hand NC) ─ системы позволяющие вводить управляющую программу с помощью клавиатуры на панели управления, и хранить ее в памяти.

─SNC (Speiher NC) ─ системы имеющие устройство для хранения информации во внутренней памяти.

─VNC (Voice NC) ─ системы приспособленные к голосовому управлению.

Системы CNC обеспеченные полным сервисным набором называются TNC (Total NC).

Устройства ЧПУ класса CNC можно разделить по числу управляемых координат на три группы:

1) Устройства с числом координат не более 3 (2У22, 2У32, 2Р22)

2) Устройства с числом координат от 4 до 6 (2С42)

3) Устройства с числом координат свыше 6 (2С85, 2С100)

Следующий этап развития систем с ЧПУ связан с полным отказом от использования перфорирующих устройств, и объединение в общей системе, подготовку управляющей программы и изготовление изделия. Предпосылкой к созданию таких систем, т.е. 4 поколения, стало появление мини ЭВМ, которые могли отвечать за работу станков. Системы данного поколения получили название DNC(Direct NC)─системы прямого управления. Данные системы могут использоваться при управлении группой станков, а также для управления вспомогательным оборудованием (автоматическими складами заготовок, инструментальными транспортными устройствами). Эти системы используются для составления и корректировки графиков загрузки станков, выполняют функции диспетчера, ведут учет работы и простоя станков, фиксируют число обработанных деталей и другие функции.

Системы ЧПУ можно классифицировать по различным признакам.

1. В зависимости от способа управления исполнительным органом различают: позиционные, контурные и универсальные системы.

При позиционном управлении инструмент последовательно обходит ряд точек — позиций. Требуется высокая точность позиционирования, а траектория перемещения инструмента из одной позиции в другую не имеет существенного значения — это холостое перемещение.

В качестве примера на рис. 48, а показан корпус, в котором с высокой точностью должны быть обработаны отверстия. Обработка происходит не при перемещении инструмента, а при его остановке в позиции.

При контурном управлении инструмент движется без остановок и обработка совершается во время движения. Все погрешности отработки траектории переносятся на деталь.

Требуется высокая точность перемещения инструмента. В качестве примера на рис. 48,б показана обработка плоской фасонной плиты концевой фрезой. Универсальные системы управления совмещают в себе позиционное и контурное управление.

2. В зависимости от наличия обратной связи системы управления могут быть замкнутыми, или закрытыми, и разомкнутыми, или открытыми.

3. В зависимости от способа отсчета перемещения различают системы управления с абсолютным и относительным отсчетом. В первом случае отсчет ведется относительно начала системы координат: x1, y1, x2, y2 и т. д., во втором случае задаются приращения: Δx1, Δy1, Δx2, Δy2 и т. д. (рис. 48, а).

4. В зависимости от чисел управляемых координат различают одно-, двух-, трех-, четырех-, пятикоординатные системы управления. Из них какое-то число координат управляется одновременно (параллельно), а какое-то — последовательно.

5. В зависимости от элементной базы и уровня использования; ЭВМ различают системы первого, второго, третьего поколения.