Числовое программное управление станками и системы ЧПУ

Числовое программное управление основано на том, что команды, определяющие работу исполнительных механизмов станка, задают в виде чисел. Каждой единице информации соответствует дискретное перемещение рабочего органа на величину, которую называют разрешающей способностью системы ЧПУ, или ценой импульса. Число импульсов, которое необходимо подать на вход привода, чтобы осуществить требуемое перемещение L, можно рассчитать по формуле

N=L/q,

где q – цена импульса.

Число N, записанное в определенной системе кодирования на носителе информации (перфоленте, магнитной ленте и др.), является программой, определяющей величину размерной информации.

Под ЧПУ станком понимают управление по программе, задаваемой в алфавитно-цифровом коде движением исполнительных органов станка, скоростью их перемещения, последовательностью цикла обработки, режимами резания, различными вспомогательными функциями.

В состав системы ЧПУ входят специализированные устройства, методы и средства, необходимые для реализации ЧПУ станком. УЧПУ – это часть системы ЧПУ, которая выдает управляющие воздействия исполнительным органам (ИО) станка в соответствии с (УП).

Структурная схема системы ЧПУ представлена на рис. 31, а. Чертёж детали (ЧД) проходит систему технологической подготовки (СТП) и систему подготовки программы (СПП). В соответствии с документацией, разработанной в СТП, на станках устанавливают заготовки, режущие инструменты, приспособления и т.д.

Информация с программоносителя считывается с помощью считывающего устройства (СУ). Она передается в УЧПУ, которое выдает управляющие команды на целевые механизмы (ЦМ) станка, осуществляющие основные и вспомогательные движения цикла обработки. Датчики обратной связи (ДОС) контролируют фактическое исполнение команд. На рис. 31, б показано, что в составе ЦМ имеется источник энергии – двигатель (ДВ) и соответственно ИО (стол, суппорт, шпиндель и т.д.).

Рис. 31. Структурная схема системы ЧПУ (а) и целевого механизма (б)

УП содержит два вида управляющей информации – геометрическую и технологическую. Геометрическая информация включает координаты опорных точек траектории движения инструмента (рис. 28). Технологическая информация – это данные о скорости, подаче, номере режущего инструмента и т.д.

Системы ЧПУ, в которых УП задается в декодированном виде, являются наиболее простыми по конструкции, но имеют ограниченные технологические возможности.

В современных системах ЧПУ задание УП осуществляется на перфоленте в кодированном виде, т.е. геометрическая и технологическая информация записывается в виде чисел и букв.

Для управления станком или группой станков в режиме прямого цифрового управления применяют ЭВМ (см. рис. 5, в).

По уровню технологических возможностей в международной классификации системы ЧПУ делят на следующие классы: NC – система покадровым чтением перфоленты на протяжении цикла обработки каждой детали; SNC – системы с однократным чтением всей перфоленты перед обработкой партии одинаковых деталей; CNC – системы со встроенным компьютером; DNC – системы прямого цифрового управления группой станков от одной ЭВМ; HNC – операционные системы с ручным набором программы на пульте управления.