Учебно-методический комплекс специальные технологии для специальности: 030600 технологии и предпринимательство Елабуга 2009

Числовое программное управление (ЧПУ) – это управление, при котором программу задают в виде записанного на каком – либо носителе массива информации. Управляющая информация для систем ЧПУ является дискретной и ее обработка в процессе управления осуществляется цифровыми методами. Управление технологическими циклами практически повсеместно осуществляется с помощью программируемых логических контроллеров, реализуемых на основе принципов цифровых электронных вычислительных устройств. Программируемые контроллеры Программируемый контроллер (ПК) – это устройство управления электроавтоматикой станка с помощью определенных алгоритмов, реализованных программой, хранящейся в памяти устройства. Программируемый контроллер (командоаппарат) может либо применяться автономно в системе ЦПУ, либо входить в состав общей системы управления (например, системы управления гибкого производственного модуля (ГПМ)), а также применяться для управления оборудованием автоматических линий и др. Структурная схема приведена на рисунке 4. Рисунок 4 - Структурная схема программируемого контроллера: 1 – процессор; 2 – таймер и счетчики; 3 – перепрограммируемая память; 4 – оперативная память (ОЗУ); 5 – общая шина связи блоков; 6 – блок связи с устройством ЧПУ или ЭВМ; 7 – блок подключения пульта для программирования; 8 – модули ввода; 9 – коммутатор ввода – вывода; 10 – модули вывода; 11 – пульт программирования с клавиатурой и дисплеем. Большинство программируемых контролеров имеют модульную конструкцию, в состав которой входят источник питания, процессорный блок и программируемая память, а также различные модули входов / выходов. Модули ввода (входные модули) формируют сигналы, поступающие от разных периферийных устройств (конечных выключателей, электрических аппаратов, тепловых реле и т. п.). Сигналы, поступающие на вход, имеют, как правило, два уровня «О» и»1». Модули вывода (выходные модули) подают сигналы на управляемые исполнительные устройства электроавтоматики станка (контакторы, пускатели, электромагниты, сигнальные лампы, электромагнитные муфты и т. д.). При выходном сигнале «1» соответствующее устройство получает команду на включение, а при выходном сигнале «О» - на выключение. Процессор с памятью решает логические задачи управления модулями вывода на основании информации, поступающей на модули ввода, и алгоритмов управления, введенных в память. Таймеры настраивают на обеспечение выдержек времени в соответствии с циклами работы ПК. Счетчики также решают задачи реализации цикла работы ПК. Ввод программы в память процессора и ее отладка выполняются с помощью специального переносно пульта, временно подключаемого к ПК. Этим пультом, представляющим собой устройство записи программы, можно обслуживать поочередно несколько ПК. В процессе записи программы на дисплее пульта отображается текущее состояние управляемого объекта в релейных символах ли условных обозначениях. Ввод программы может также осуществляться через блок связи с устройством ЧПУ или ЭВМ. Всю программу, хранящуюся в памяти, можно разбить на две части: основную, представляющую собой алгоритм управления объектом, и служебную, обеспечивающую обмен информацией между ПК и управляемым объектом. Обмен информацией между ПК и управляемым объектом состоит в опросе входов (получение информации из управляемого объекта) и переключения выходов (выдача управляющего воздействия в управляемый объект). В соответствии с этим служебная часть программы состоит их двух этапов: опроса входов и переключения выходов. В программируемых контролерах используют различные типы памяти, в которой хранится программа электроавтоматики станка: электрическую перепрограммируемую энергонезависимую память; оперативную память со свободным доступом; стираемую ультрафиолетовым излучением и электрически перепрограммируемую. Программируемый контроль имеет систему диагностики: входов / выходов, ошибки в работе процессора, памяти, батареи, связи и других элементов. Для упрощения поиска неисправности современные интеллектуальные модули имеют самодиагностику. Программируемый логический контроллер (ПЛК) – это микропроцессорная система, предназначенная для реализации алгоритмов логического управления. Контроллер предназначен для замены релейно-контактных схем, собранных на дискретных компонентах – реле, счетчиках, таймерах, элементах жесткой логики. Современный ПЛК может обрабатывать дискретные и аналоговые сигналы, управлять клапанами, шаговым двигателями, сервоприводами, преобразователями частоты, осуществлять регулирование. Высокие эксплуатационные характеристики делают целесообразным применение ПЛК везде, где требуется логическая обработка сигналов от датчиков. Применение ПЛК обеспечивает высокую надежность работы оборудования; простое обслуживание устройств управления; ускоренные монтаж и наладка оборудования; быстрое обновление алгоритмов управления (в том числе и на работающем оборудовании). Кроме прямых выгод от применения ПЛК, обусловленных низкой ценой и высокой надежностью, есть и косвенные: появляется возможность реализовать дополнительные функции, не усложняя и не увеличивая стоимости готовой продукции, которые помогут полнее реализовать возможности оборудования. Большой ассортимент ПЛК дает возможность находить оптимальные решения, как для несложных задач, так и для комплексной автоматизации производства. Программоносители Программа работы исполнительных органов станка задается с помощью программоносителя. Программоноситель – это носитель данных, на котором записана управляющая программа. Программоноситель может содержать как геометрическую, так и технологическую информацию. Технологическая информация обеспечивает определенный цикл работы станка, содержит данные о последовательности ввода в работу различных инструментов, об изменении режима резания и включении смазочно-охлаждающей жидкости и т.д., а геометрическая – характеризует форму, размеры элементов обрабатываемой заготовки и инструмента и их взаимное положение в пространстве. Наиболее распространенными программоносителями являются: перфокарта - изготавливается из картона, имеет форму прямоугольника, один конец которого срезан для ориентации при установке карты в считывающее устройство. Программа записывается пробивкой отверстий на месте соответствующих цифр. восьмидорожечные перфоленты (рисунок 5) шириной 25,4 мм. Транспортная дорожка 1, служит для перемещения ленты (с помощью барабана) в считывающем устройстве. Рабочие отверстия 2, несущие информацию, пробивают на специальном устройстве, называемом перфоратором. Информацию на перфоленту наносят кадрами, каждый из которых является составной частью УП. В кадре можно записать только такой набор команд, при котором каждому исполнительному органу станка задается не более одной команды (например, в одном кадре нельзя задать движение ИО как вправо, так и влево); Рисунок 5 - Восьмидорожечная перфолента 1 – кодовые дорожки; 2 – кромка базовая; 3 – номер кодовой дорожки; 4 – порядковый номер бита в кодовой комбинации магнитная лента – двухслойная композиция, состоящая из пластмассовой основы и рабочего слоя из порошкового ферромагнитного материала. Информация на магнитную ленту записывается в виде магнитных штрихов, наносимых вдоль ленты и располагаемых в кадре УП с определенным шагом, соответствующим заданной скорости ИО. При считывании УП магнитные штрихи преобразуются в управляющие импульсы. Каждому штриху соответствует один импульс. Каждому импульсу соответствует определенное (дискретное) перемещение ИО; длина этого перемещения определяется числом импульсов, содержащихся в кадре магнитной ленты. Такая запись команд на перемещение ИО называется декодированной. Декодирование осуществляется с помощью интерполятора, который преобразует вводимую в него (на перфоленте или от ЭВМ) кодированную геометрическую информацию о контуре обрабатываемой детали в последовательность управляющих импульсов, соответствующих элементарным перемещениям ИО. Запись декодированной программы на магнитную ленту производят на специальном устройстве, включающем в себя: интерполирующее устройство с выходом, предназначенным для записи; лентопротяжный механизм с магнитными головками для стирания, записи и воспроизведения. Информацию в декодированном виде записывают, как правило, на магнитную ленту, а в кодированном – на перфоленту или перфокарту. Магнитные ленты применяют в токарных станках с шаговыми двигателями, которым необходим декодированный вид программы. Интерполяция – это отработка программы движения рабочего органа (инструмента), по контуру обрабатываемой поверхности детали, последовательно отдельными участками (кадрами). Интерполятор – блок УЧПУ, ответственный за вычисление координат промежуточных точек траектории, которую должен пройти инструмент между точками, заданными в УП. Интерполятор имеет в качестве исходных данных команду УП перемещения инструмента от начальной до конечной точки по контуру в виде отрезка прямой, дуги окружности и т. п. Для обеспечения точности воспроизведения траектории порядка 1 мкм (точность датчиков положения и точность позиционирования суппорта составляют порядка 1 мкм) интерполятор выдает управляющие импульсы каждые 5…10 мс, что требует от него высокого быстродействия. С целью упрощения алгоритма работы интерполятора заданные криволинейный контур формируется обычно из отрезков прямых линий или из дуг окружностей, причем часто шаги перемещений по разным осям координат выполняются неодновременно, а поочередно. Тем не менее за счет высокой частоты выдачи управляющих воздействий и инерционности механических узлов привода происходит сглаживание ломанной траектории до плавного криволинейного контура. Интерполятор, входящий в систему ЧПУ, выполняет следующие функции: на основе численных параметров участка обрабатываемого контура (координат начальной и конечной точек прямой, величины радиуса дуги и т. д.), заданных УП, рассчитывает (с определенной дискретностью) координаты промежуточных точек этого участка контура; вырабатывает управляющие электрические импульсы, последовательность которых соответствует перемещению (с требуемой скоростью) исполнительного органа станка по траектории, проходящей через эти точки. В системах ЧПУ применяют в основном линейные и линейно-круговые интерполяторы; первые обеспечивают перемещение инструмента между соседними опорными точками по прямым линиям, расположенным под любым углом, а вторые - как по прямым линиям, так и по дугам окружностей. Линейная интерполяция – участки между дискретными координатами представляются прямой линией, расположенной в пространстве в соответствии с траекторией движения режущего инструмента. Круговая интерполяция – предусматривает представление участка контура обработки в виде дуги соответствующего радиуса. Возможности устройств ЧПУ позволяют обеспечить интерполяцию путем описания участка контура сложным алгебраическим уравнением. Винтовая интерполяция – винтовая линия складывается из двух видов движений: кругового в одной плоскости и линейного перпендикулярно этой плоскости. В данном случае может программироваться или подача кругового движения, или линейная подача трех используемых координат (осей) станка. Важнейшей технической характеристикой системы ЧПУ является ее разрешающая способность или дискретность. Дискретность – это минимально возможная величина перемещения (линейного или углового) исполнительного органа станка, соответствующая одному управляющему импульсу. Большинство современных систем ЧПУ имеют дискретность 0,01 мм/импульс. Осваиваются в производстве системы с дискретностью 0,001 мм/импульс. Система ЧПУ практически вытесняют другие типы систем управления. Классификация систем ЧПУ По технологическим возможностям и характеру движения рабочих органов системы ЧПУ подразделяют на три группы: Позиционные системы обеспечивают прямолинейное перемещение исполнительного органа станка по одной или двум координатам. Перемещение ИО из позиции в позицию осуществляется с максимальной скоростью, а его подход к заданной позиции – с минимальной («ползучей») скоростью. Такими системами ЧПУ оснащены сверлильные и координатно-расточные станки. Контурные системы предназначены для выполнения рабочих перемещений по определенной траектории с заданной скоростью согласно программе обработки. Системы ЧПУ, обеспечивающие прямоугольное, прямолинейное и криволинейное формообразование, относятся к контурным (непрерывным) системам, так как они позволяют обработать деталь по контуру. В системах ЧПУ с прямоугольным формообразованием ИО станка перемещается по координатным осям поочередно, поэтому траектория инструмента имеет ступенчатый вид, а каждый элемент этой траектории параллелен координатным осям. Число управляемых координат в таких системах достигает 5, а число одновременно управляемых координат 4. В системах ЧПУ с прямолинейным формообразованием различают движение инструмента при резании по двум координатным осям (X и Y). В данных системах используется двухкоординатный интерполятор, выдающий управляющие импульсы сразу на два привода подач. Общее число управляемых координат 2–5. Системы ЧПУ с криволинейным формообразованием позволяют управлять обработкой плоских и объемных деталей, содержащих участки со сложными криволинейными контурами. Контурные системы ЧПУ имеют шаговый двигатель. Такими системами оснащаются токарные, фрезерные, расточные станки. Комбинированные системы (универсальные) обладают особенностями как позиционных, так и контурных систем и наиболее типичны для многоцелевых станков (сверлильно-фрезерно-расточных). В станках с системами ЧПУ, управление осуществляется от программоносителя, на котором в числовом виде, занесена геометрическая и технологическая информация. В отдельную группу выделяют станки с цифровой индикацией и преднабором координат. В этих станках имеется электронное устройство для задания координат нужных точек (преднабор координат) и крестовый стол, снабженный датчиками положения, который дает команды на перемещение до необходимой позиции. При этом на экране высвечивается каждое текущее положение стола (цифровая индикация). В таких станках можно применять преднабор координат или цифровую индикацию; исходную программу работы задает станочник. В моделях станков с ПУ для обозначения степени автоматизации добавляется буква Ф с цифрой: Ф 1 – станки с цифровой индикацией и преднабором координат; Ф 2 – станки с прямоугольными и позиционными системами ЧПУ; Ф 3 – станки с контурными прямолинейными и криволинейными системами ЧПУ; Ф 4 – станки с универсальной системой ЧПУ для позиционно - контурной обработки. Кроме того, к обозначению модели станка с ЧПУ могут прибавляться приставки С1, С2, С3, С4 и С5, что указывает на различные модели систем ЧПУ, применяемых в станках, а также на различные технологические возможности станков. Например, станок модели 16К20Ф3С1 оснащен системой ЧПУ «Контур 2ПТ-71», станок модели 16К20Ф3С4 – системой ЧПУ ЭМ907 и т. д. Для станков с цикловыми системами ПУ в обозначении модели введен индекс Ц, с оперативными системами – индекс Т (например, 16К20Т1). ЧПУ обеспечивает управление движение рабочих органов станка и скоростью их перемещения при формообразовании, а также последовательностью цикла обработки, режима резанья, различными вспомогательными функциями. Для характеристики станков с ЧПУ используют следующие показатели: Класс точности: Н – нормальной точности, П – повышенной точности, В – высокой точности, А – особо высокой точности, С – сверхвысокой точности (мастер-станки); Технологические операции, выполняемые на станке: точение, сверление, фрезерование, шлифование и т. д.; Основные параметры станка: для патронных станков – наибольший диаметр устанавливаемого изделия над станиной; для центровых и патронных станков – наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом; для прутково-токарных станков – наибольший диаметр обрабатываемого прутка; для фрезерно-расточных станков – габаритные размеры (длина, ширина) рабочей поверхности стола, диаметр рабочей поверхности круглого поворотного стола; для сверлильных станков – наибольший диаметр сверления, диаметр выдвигаемого шпинделя и т. д.; Величины перемещений рабочих органов станка – суппорта по двум координатам, стола по двум координатам, шпиндельного узла по линейной и угловой координатам и т. д.; Величина дискретности (цена деления) минимальное задание перемещения по программе (шаг); Точность и повторяемость позиционирования по управляемым координатам; Привод главного движения – тип, номинальное и максимальное значения мощности, пределы скоростей вращения шпинделя (ступенчатое или бесступенчатое), число рабочих скоростей, число автоматически переключаемых скоростей; Привод подачи станка – координата, тип, номинальный и максимальный моменты, пределы скоростей рабочих подач и число скоростей рабочих подач, скорость быстрого перемещения; Число инструментов – в резцедержателе, револьверной головке, инструментальном магазине; Вид смены инструмента – автоматический, ручной; Габаритные размеры станка и его масса. По способу подготовки и ввода управляющей программы различают:

Похожие:

	Учебно-методический комплекс по дисциплине сд. 08 Информационные... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Информационные технологии в профессиональной деятельности» составлен в соответствии с...		Учебно-методический комплекс дисциплины «компьютерные технологии в науке и технике» Учебно-методический комплекс составлен на основании требований федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы технологии производства... Учебно-методический комплекс (для специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство») / Кожевников С. А. – Димитровград:...		Учебно-методический комплекс дисциплины «информационные технологии управления» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного стандарта высшего профессионального образования...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «информационные технологии... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Информационные технологии... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «Информационные технологии... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Информационные технологии... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «Компьютерные технологии» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями федерального государственного стандарта высшего профессионального...		Учебно-методический комплекс дисциплины «информационные технологии рынка ценных бумаг» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине технологии программирования Гос впо по специальности 230101. 65 Вычислительные машины, комплексы, системы и сети, утвержденный Министерством образования РФ «27»...		Учебно-методический комплекс Для специальности: 080105 «финансы и кредит» Учебно-методический комплекс «Банковское дело» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «История техники и технологии»		Учебно-методический комплекс по мдк 01. 01. Основы управления ассортиментом... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов 2-го курса специальности 100801 «Товароведение и экспертиза качества потребительских...
	Учебно-методический комплекс дисциплины «Компьютерные технологии в науке и образовании»		Учебно-методический комплекс по дисциплине компьютерные технологии в образовании и науке