Управление станков с ЧПУ с помощью перфоленты
Содержание:
Введение…………………………………………………………
- Общие сведения о системах программного управления……………..3
- Виды программоносителей………………………………
…………….5 - Управление станков с ЧПУ с помощью перфоленты………………..6
3. 1 Запись управляющей
информации на перфоленту………………
3.2 Считывание информации с перфоленты…………………………..11
3.3 Подготовка и кодирование управляющих программ…………….12
Заключение……………………………………………………
Список использованной литературы………………………………………….17
Введение
В настоящее время станок
с числовым программным управлением
(ЧПУ) является основным производственным
модулем современного производства.
Станки с ЧПУ используются как
для автоматизации
Учитывая разнообразного потребителя, спрос на самые простые, маленькие станки, кроме многокоординатных ЧПУ предлагаются семейства ЧПУ для простых станков (2 оси + шпиндель для токарных и 3 оси + шпиндель для фрезерных станков). В качестве приводов могут быть использованы как шаговые двигатели, так и сервоприводы с аналоговым интерфейсом. Значительное внимание уделяется вопросам модернизации систем ЧПУ старого поколения и создания систем передачи данных. Современные УЧПУ разрабатываются с учетом их работы в гибком автоматизированном производстве (ГПС) и имеют разнообразный интерфейс для создания локальных сетей. Программное обеспечение их существенно расширило возможности технолога и оператора станка. Все шире в алгоритмах интерполяции используются сплайны и полиномы. Эти функции позволяют создавать плавные непрерывные кривые. Использование сплайнов в обработке позволяет сократить управляющую программу, улучшить динамику движения приводов, повысить качество обрабатываемых поверхностей, отказаться от ручной доводки пресс-форм. Хотя за последние годы язык программирования для УЧПУ претерпел серьезные изменения, однако остается преемственность программного обеспечения в виде набора базовых функций. Большинство программ, написанных для старых моделей УЧПУ, работают и с новыми моделями при минимальных переделках.
- Общие сведения о системах программного управления
Повышение производительности и качества работ на токарных станках связано с механизацией и автоматизацией цикла обработки. Циклом обработки называют совокупность перемещения рабочих органов, повторяющихся при обработке каждой заготовки. Простейшим примером автоматизации цикла является использование кулачка и конечного выключателя, которые размыкают цепь электродвигателя и останавливают перемещение суппорта.
Комплекс перемещений
рабочих органов в цикле работы
станка осуществляется в определенной
последовательности, т. е. по программе.
Управляющая программа — это
совокупность команд, соответствующая
заданному алгоритму
Технологическая информация
содержит данные о последовательности
ввода в работу различных инструментов,
об изменении режима резания и
включении смазочно-
При ручном управлении станком
программу обработки задает рабочий
после изучения чертежа детали. Он
определяет порядок переходов при
обработке различных
В программном управлении станками широко применяют системы, которые значительно сокращают время переналадки станка, обеспечивают высокую точность и стабильность обработки. Программное управление станком — это автоматическое управление его работой по программе, заданной в виде чисел или символов, определяющих величины и характер перемещений его исполнительных органов.
В программном управлении
наиболее распространены системы числового
программного управления (СЧПУ), основанные
на использовании чисел для
Структурная схема системы ЧПУ представлена на рис. 1,а. Чертеж детали (ЧД), подлежащий обработке на станке с ЧПУ, одновременно поступает в систему подготовки программы (СПП) и систему технологической подготовки (СТП). Последняя обеспечивает СПП данными о разрабатываемом технологическом процессе, режиме резания и т.д. На основании этих данных разрабатывается управляющая программа (УП). Наладчики устанавливают на станок приспособления, режущие инструменты согласно документации, разработанной в СТП. Установку заготовки и снятие готовой детали осуществляет оператор или автоматический загрузчик. Считывающее устройство (СУ) считывает информацию с программоносителя. Информация поступает в устройство ЧПУ, которое выдает управляющие команды на целевые механизмы (ЦМ) станка, осуществляющие основные и вспомогательные движения цикла обработки. ДОС на основе информации (фактическое положение, скорость перемещения исполнительных узлов, фактический размер обрабатываемой поверхности, тепловые и силовые параметры технологической системы и др.) контролируют величину перемещения ЦМ. Станок содержит несколько ЦМ, каждый из которых включает в себя (рис. 1, б): двигатель (ДВ), являющийся источником энергии; передачу П, служащую для преобразования энергии и ее передачи от двигателя к исполнительному органу (ИО); собственно ИО (стол, салазки, суппорт, шпиндель и т.д.), выполняющие координатные перемещения цикла.
Рис.1 Структурная схема системы ЧПУ.
Станки с ЧПУ быстро переналаживаются без смены или перестановки механических элементов. Достаточно изменить вводимую в станок информацию и он начнет работать по другой программе, т. е. обрабатывать другую заготовку (деталь) . Это определяет высокую универсальность станков с ЧПУ. Применение станков с ЧПУ удобно в тех случаях, когда требуется быстрый переход на изготовление другой детали, обработка которой на обычных станках требует использования специальной оснастки.
На станках с ЧПУ
точность размеров и формы обрабатываемой
детали, а также требуемая
Автоматическая (по программе) обработка на станках с ЧПУ обеспечивает стабильность качества и идентичность изготовленных деталей всей партии, так как при этом исключаются негативные факторы, имеющие место при ручном управлении (усталость рабочего, отвлечение его внимания внешними воздействиями, отрицательные и положительные эмоции, погрешности отсчета текущего размера при обработке, временное нарушение координации движения рук и др.), а также исключает погрешности в работе, связанные с обеспечением точности размеров при переходе от одной обрабатываемой поверхности к другой на станках с ручным управлением.
Применение станков с
ЧПУ позволяет создавать новые
прогрессивные формы
При использовании станков с ЧПУ появляется возможность централизованной подготовки программ с применением современных средств вычислительной техники, обеспечивается возможность дистанционного управления станками и одновременного управления несколькими станками.
2 Виды программоносителей
Запись программы для станков с ЧПУ осуществляется на программоносителях: перфолентах, перфокартах, магнитных лентах.
Перфокарту изготовляют
из картона. Она имеет форму
Перфоленту изготовляют из бумаги или непрозрачного материала на синтетической основе. Программа записывается пробивкой отверстий в ленте в определенных местах. Различают два типа перфолент — пятидорожковую (шириной 17,5 мм) и восьмидорожковую (шириной 25,4 мм). К достоинствам перфоленты относятся простота записи и обработки информации; возможность автоматизировать процесс записи; низкая стоимость; возможность многократного использования и др.
Магнитную ленту как носитель информации широко применяют в вычислительной технике. Запись на ленте производится аналогично звуковой записи. Магнитную ленту шириной 35 мм изготовляют из ацетилцеллюлозы, покрытой тонким слоем ферромагнитной эмульсии. Лента разделена по ширине на девять дорожек, на каждую из которых записывают информацию в соответствии с управляющей программой.
Главным достоинством магнитной ленты является возможность многократно воспроизводить, стирать и записывать вновь управляющие программы. К недостаткам относят влияние на магнитную ленту внешней среды (температуры, влажности, магнитных полей); довольно быстрое изнашивание магнитного слоя; абразивное воздействие магнитного слоя на элементы лентопротяжного механизма; необходимость специальной аппаратуры для записи программ на ленту; большой расход ленты.
3. Управление станков с ЧПУ с помощью перфоленты
3. 1 Запись управляющей информации на перфоленту
Различают два вида представления управляющей информации: кодированный и декодированный. Отнесение управляющей информации к тому или иному виду зависит от кода, используемого при программировании. Если программа записана в унитарном коде, то соответствующее представление информации называют декодированным. Запись программы в любом другом коде соответствует представлению управляющей информации в кодированном виде.
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 программ.
Для преобразования информации, представленной в кодированном виде, в информацию декодированного вида используют кодопреобразующее устройство — интерполятор, который преобразовывает вводимые в него от управляющей программы числа в определенное число импульсов, соответствующим образом распределенных по управляемым координатам. Каждый импульс, выходящий за интерполятор, воздействуя на привод соответствующей координаты, обеспечивает перемещение рабочего органа станка на величину одной дискреты (дискретность — это величина перемещения на один импульс, мм/имп, а частота импульсов определяет скорость перемещения рабочего органа). Интерполяторы подразделяют на линейные и линейно-круговые. Линейные интерполяторы обеспечивают прямолинейную траекторию перемещения исполнительного органа между опорными точками, а линейно-круговые — траекторию, состоящую из прямых отрезков и дуг окружности.
Отверстия в перфоленте (как правило, пяти- или восьмидорожковой), предназначенные для ее продвижения транспортным механизмом, называют транспортными; остальные отверстия в перфоленте — кодовые. Ряд отверстий, расположенный в направлении транспортирования перфоленты, называют кодовой дорожкой, а ряд отверстий, расположенный перпендикулярно направлению транспортирования перфоленты,—строкой. Шаг перфорации, или шаг строки,— это расстояние между осями рядом расположенных строк. Положение кодового отверстия в строке определяется расстоянием от центра транспортного отверстия до центра соответствующего кодового отверстия в строке.
Наиболее распространенными
программоносителями являются восьмидорожковые
перфоленты (рис. 2) шириной 25,4 мм. Транспортная
дорожка, составленная из отверстий /,
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, содержащей не менее
одной команды. В кадре можно записать
только такой набор команд, при котором
каждому ИО станка направляется не более
одной команды. Например, в одном кадре
нельзя задать движение ИО как вправо,
так и влево. Перфоленты изготовляют из
бумаги, пластмассы или их композиции.
Пластмассовую ленту, которая выдерживает
несколько
тысяч прогонов через считывающее устройство,
используют для записи программ, по которым
будет обрабатываться много заготовок.
Магнитная лента представляет собой двухслойную композицию, состоящую 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 перемещения ИО. При считывании УП магнитные штрихи преобразуются в управляющие импульсы. Каждому штриху соответствует один импульс. Импульсы, поступающие на двигатель привода подачи, отрабатываются исполнительным органом. 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. Этот вид записи является жестким, так как не позволяет изменить число штрихов в кадре магнитной ленты после записи УП, т. е. не позволяет корректировать УП.
Декодирование осуществляется интерполятором, который преобразует вводимую в него (на перфоленте или ЭВМ) кодированную геометрическую информацию о контуре обрабатываемой поверхности детали в последовательность импульсов, соответствующих элементарным перемещениям ИО. Запись декодированной программы на магнитную ленту производят на специальном пульте, включающем в себя интерполирующее устройство с выходом, предназначенным для записи, лентопротяжный механизм с магнитными головками для стирания записи и восстановления. СЧПУ, в которых УП задается в декодированном виде, являются наиболее простыми по конструкции, но имеют ограниченные технические возможности.
Рис. 2 Восьмидорожковая перфолента.
Для пятидорожковой перфоленты наиболее распространен буквенно-цифровой код, который позволяет регистрировать на перфоленте цифры (0, 1, 2, ..., 9) и буквы (Н, Е, Д, Т, Ч, П, Ш, С, В, Я). Цифры используют для записи размерной информации, а буквы — для записи команд. Для удобства записи и чтения выбранные буквы являются начальными в названиях цифр: Н — нуль, Е — единица, Д — двойка, Т — тройка, Ч — четверка, П — пятерка, Ш — шестерка, С — семерка, В — восьмерка, Я — девятка, поскольку буква Д уже использована. Для записи команд используют тот же код, но при этом в пятой дорожке записывают символ «1»—признак буквы. Применение указанных символов для кодирования команд позволяет легко читать перфоленту.
При составлении программы каждая буква соответствует определенной команде, которая начинается на эту букву: Е — первая; Д—вторая координата перемещения У; Т — третья координата перемещения Z; координата перемещения X; П — подача, Ш — шпиндель (скорость), С — смена кадров, Н — конец кадра, В — вспомогательные команды и т. д.
Несколько строк перфоленты, описывающих работу одного исполнительного органа, составляют слово программы, т. е. последовательность символов, рассматриваемых в определенной связи как единое целое. Слово состоит из адреса, обозначенного буквой, и числа, отображающего либо величину перемещения, либо скорость подачи, либо код какой-то другой функции. Например, слово Y-\-+ 012345 означает следующее: перемещение суппорта станка в положительном направлении оси Y на величину 12345 дискрет (импульсов), что при дискретности 0,01 мм/имп означает перемещение на 123,45мм. Адрес — часть слова управляющей программы, определяющая назначение следующих за ним данных, содержащихся в этом слове.
Несколько слов, описывающих
обработку определенного
Различают два способа записи программы: с фразами постоянной и переменной длины. Фразы постоянной длины называют кадрами. Кадр программы — последовательность слов, расположенных в определенном порядке и несущих информацию о технологической операции. При записи программы кадрами каждому слову отведено определенное число строк.
При записи фразами с переменной длиной используют три способа: адресный, табуляционный и универсальный. При адресном способе записи каждое слово начинается с буквы, которая указывает назначение последующей числовой информации. Длина фраз при этом оказывается переменной; одна фраза от другой отделяется буквой Н (знак окончания фразы). При табуляционном способе записи все слова фразы следуют друг за другом в определенной последовательности и разделяются буквой Я (знак табуляции, условно обозначаемый TAB). При универсальном способе используют отдельные элементы адресного и табуляционного способов.
Рис. 3 Кадр пятидорожковой перфоленты
На рис. 3 показан один кадр записи информации на пятидорожечной ленте: первое слово сверху — перемещение по оси Х — выразится, например, числом 1728; второе слово — перемещение по оси Y —624; третье слово — перемещение по оси Z — отсутствует; четвертое слово — скорость подачи—180; пятое слово — седьмая ступень скорости шпинделя; шестое слово — из четырех вспомогательных команд — заданы команды а и г.
3.2 Считывание информации с перфоленты
Методы считывания информации с перфоленты могут быть разделены на две группы: контактные и бесконтактные (рис. 4).
Рис. 4. Методы считывания с перфоленты:
а — г — контактные, д —бесконтактный; 1 — осветитель, 2 - фотодатчик
Считывание информации может выполняться в двух режимах движения ленты: непрерывном и старт-стоповом. При непрерывном режиме лента непрерывно перемещается относительно считывающих элементов, считывание происходит во время движения, строки перфоленты считываются последовательно друг за другом. Такое считывание называется последовательным. При старт-стоповом режиме лента перемещается периодически, считывание осуществляется во время остановки ленты. Если одновременно считывается весь кадр, то такое считывание называется параллельным.
При контактном считывании считывающими элементами являются проволочные щетки (рис. 4,а), шарики (рис. 4,б), звездочки (рис. 4,в), подпружиненные штифты (рис. 4,г) и другие устройства, которые через отверстия в перфоленте замыкают электрическую цепь.
В устройствах бесконтактного считывания распространение получил фотоэлектрический метод (рис. 4,д), при котором по одну сторону ленты помещают осветитель 1, а по другую — фотодатчик 2. При наличии отверстия фотодатчик освещен, а при отсутствии — затемнен. Одному состоянию датчика соответствует значение 1, а другому — значение 0.
3.3 Подготовка и кодирование управляющих программ
Одной из важнейших задач при эксплуатации станков с ЧПУ является подготовка и кодирование управляющих программ (УП). Подготовка УП (например, на станке с системой ЧПУ модели Н22-1М) в общем случае означает подготовку и нанесение на программоноситель команд, которые необходимы для обработки и могут быть автоматически прочитаны и выполнены системой ЧПУ и самим станком. В процессе программирования решающее значение имеет сбор и упорядочение информации перед тем, как она будет нанесена на программоноситель.
УП составляют таким образом, чтобы в кадре записывалась только та геометрическая, технологическая и вспомогательная информация, которая заменяется по отношению к предыдущему кадру. При неизменяемой геометрической, технологической и вспомогательной информации рекомендуется не записывать слова в кадре по соответствующим адресам, кроме символа табуляции (при универсальном способе записи УП).
Каждая УП начинается символом
«Начало программы». Каждый кадр программы
содержит слово, номер кадра, информационные
слова и символ «Конец кадра». УП
может содержать главу
В главном кадре программируются подготовительные функции, размерная информация по всем координатам, подача, частота вращения шпинделя, инструмент, и вспомогательные функции.
Адрес /, /, К используют только при круговой интерполяции. Адреса F и S вводят только при изменении скорости подачи и частоты вращения шпинделя; подготовительную функцию G — при изменении условий перемещения; номер коррекции L — при смене инструмента; адрес Т — при изменении номера инструмента; X, Y и Z — в зависимости от обрабатываемого контура. После адресов геометрической информации (X, Y и Z) обязательно указывают знак « + » или «—», а затем числовую информацию о величине перемещения.
Подготовительная функция G определяет режим работы пульта ЧПУ, а функции G01, G10, G11 — линейные перемещения, программируемые при обработке заготовок (по длине) нормальных (00001-99 999 импульсов), длинных 000 001 — 999 999 импульсов) и коротких (0001 — 9999 импульсов). Цена импульсов по координате X составляет 0,01 мм, по координате Z — 0,005 мм. Величина конечной точки перемещения (X или Z; X и Z) выбирается в соответствии с указанными пределами обрабатываемых длин заготовок.
Незначащие нули и знаки «-|-» и « —» программируются обязательно. Функции G01, G020, (321 определяют круговое перемещение по часовой стрелке, программируемое при обработке нормальных, длинных и коротких заготовок соответственно; функции G03, G30, G31 —круговое перемещение против часовой стрелки, программируемое при обработке нормальных, длинных и коротких размеров соответственно. При обработке в нескольких кадрах размеров одного порядка (например, нормальных) функции G01, G02 или G03 программируют в первом из этих кадров. Функции G17, G18 и G19 определяют выбор при круговой интерполяции плоскости обработки (соответственно XY, XZ и YZ); G25 — возврат в «О» станка; G26 — работу в приращениях; G27 — работу в абсолютной системе координат; G33 — нарезание резьбы; G40 — отмену коррекции инструмента; G58 — линейное смещение « — » детали. Функции G25, G33, G58 автоматически предполагают использование длинных размеров.
Скорость подачи F задается пятью разрядами; старший разряд после адреса определяет признак диапазона подач. При программировании в старшем разряде: «1» — рабочая подача 1 —1200 об/мин; «2» — рабочая подача 0,05—60 об/мин; «7» — скорость быстрого хода (быстрый ход программируется функцией F 700 000). Остальные разряды обозначают подачу в мм/мин. Скорость быстрого хода по координате Z 4800 мм/мин и по координате X 2400 мм/мин.
Максимальная программируемая рабочая подача, на которой допускается изменение направления движения без введения выдержки времени или промежуточного кадра, не должна превышать 300 мм/мин. Рекомендуется при расстояниях менее 20 мм программировать не быстрые ходы, а максимальную подачу из диапазона «1» подач. Нельзя программировать подряд ускоренные перемещения в противоположных направлениях (нужно ввести выдержку времени между кадрами или кадр с другой информацией).
Технологические команды S имеют три разряда: старший разряд после адреса принимает значение «0» или «1». При наличии «0» выполнение технологических команд начинается вместе с отработкой геометрической информации; при наличии «1» отработка следующего кадра начинается только после ответа об исполнении технологических команд.
Функция S — S000.. .S099 определяет выбор номера скорости без выдачи сигнала от станка о выполнении команды. При наличии на токарном станке автоматической коробки скоростей, обеспечивающей выбор девяти частот вращения шпинделя в диапазонах I, II и III, программирование смены скоростей осуществляется командами функции S. Переключение диапазонов частот вращения осуществляют вручную с помощью рукоятки, установленной на шпиндельной бабке станка. Включение частоты вращения шпинделя рекомендуется вводить отдельным кадром. Для включения частоты вращения шпинделя кадр должен содержать функцию S, функцию МОЗ или Л104 ДЛЯ определения направления вращения шпинделя.
Функция 7 — 7000 ... 7099 определяет выбор номера инструмента без выдачи сигнала о выполнении команды, а П00... .. .7199 — выбор номера инструмента с обязательной выдачей сигнала от станка о выполнении команды. При смене инструмента необходимо соблюдать следующее условие: вершина всех инструментов должна располагаться (по оси Z) от торца заготовки или патрона на расстоянии не менее 15 мм. При кодировании необходимо учитывать, что старший разряд имеет значения «О» и «1»; два остальных разряда предназначены для обозначения номера инструмента.
Функция М — М000... ЛГС99 определяет вспомогательные команды без выдачи сигнала от станка о выполнении команды, а М100. .. М199— вспомогательные команды с обязательной выдачей сигнала от станка о выполнении команды. Это число должно быть больше необходимого шага резьбы. При нарезании резьбы необходимо указать направление вращения шпинделя.
Коррекция инструмента позволяет компенсировать износ инструмента и разницу в его установки, т. е. разницу между рассчитанным и действительным положением инструмента. Коррекция инструмента — это линейное перемещение его по координатам X и Z, осуществляемое по команде с пульта ЧПУ, на величину, набираемую оператором на корректорах. Это перемещение лежит в пределах
от —
— 99,99 до +99,99 мм по оси Z
и от —
— 49,995 до +49,995 мм по оси X.
Таким образом, перемещения инструмента в процессе коррекции являются линейными и происходят в кадрах с линейными перемещениями. Для ввода коррекции инструмента необходимо запрограммировать функцию L, разрешающую ввод коррекции и имеющую два разряда. Старший разряд обозначает возможность ввода коррекции. При программировании вводят коррекцию по оси X, коррекцию по оси Z; коррекцию по осям X и Z одновременно. Младший разряд предназначен для выбора номера корректора.

- Управление стоимостью инновационного проекта. Бюджет и смета проекта, методы контроля стоимости
- Управление стоимостью капитала на примере ОАО "Магнит"
- Управление стоимостью компании как залог прибыльности
- Управление стоимостью предприятия
- Управление стратегическими рисками чрезвычайных ситуаций в системе обеспечения национальной безопасности России
- Управление страховыми рисками
- Управление стрессами
- Управление социальным проектом
- Управление социальным развитием
- Управление социальным развитием
- Управление социальным развитием организации
- Управление социальным развитием персонала предприятия
- Управление спросом
- Управление ссудным портфелем коммерческого банка в современных российских условиях