Термины и понятия о ЧПУ

Металлообрабатывающим оборудованием с программным управлением называют любые виды станков для обработки металлов резанием, например токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные, расточные, многоцелевые, электроэрозионные и т. п., а также другие виды оборудования для обработки металлов (листогибочные машины, дыропробивные прессы и др.), осуществляющие по заданной программе автоматическую обработку заготовок.

Числовое программное управление станков - управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные об обработке заданы в цифровом коде.

Управляющая программа (УП) - совокупность команд на языке программирования, соответствующая алгоритму функционирования станка по обработке конкретной заготовки.

Программоноситель - носитель геометрических и технологических данных, на котором записана УП. В качестве носителя данных применяются бумажная или пластиковая перфолента, магнитная лента, магнитные диски, запоминающие устройства различных видов и типов.

Геометрическая информация - информация, описывающая форму, размеры элементов детали и инструмента, их взаимное расположение на столе станка.

Технологическая информация - информация, описывающая технологические характеристики детали и условия ее обработки.

Кадр УП - составная часть программы, вводимая и отрабатываемая как единое целое и содержащая не менее одной команды.

Покадровая работа - функционирование устройства ЧПУ, при котором отработка каждого кадра УП происходит после воздействия оператора.

Работа устройства ЧПУ с ручным вводом данных - функционирование устройства ЧПУ, при котором набор данных, ограниченный форматом кадра, производится вручную оператором на пульте станка.

Работа устройства ЧПУ с ручным управлением - функционирование устройства ЧПУ, при котором оператор управляет станком с пульта без использования числовых данных.

Зеркальная обработка - функционирование устройства ЧПУ, при котором рабочие органы перемещаются по траектории, представляющей собой зеркальное отображение траектории, записанной в УП.

Ввод УП - функционирование устройства ЧПУ, при котором ввод данных в память устройства ЧПУ с программоносителя происходит от ЭВМ верхнего ранга или с пульта оператора.

Групповое ЧПУ станками - числовое управление группой станков от ЭВМ, имеющей общую память для хранения программ, распределяемых по запросам от станков.

Нулевая точка станка - точка на станке, принятая за начало отсчета системы координат станка.

Координата - величина, определяющая положение точки в пространстве по отношению к заданной базе или началу отсчета.

Исходная точка станка - точка на станке, определенная относительно нулевой точки станка и используемая для начала работы по УП.

Фиксированная точка станка - точка, определенная относительно нулевой точки станка и используемая для определения положения рабочего органа.

Точка начала обработки - точка, определяющая начало обработки конкретной заготовки.

Плавающий нуль - свойство устройства ЧПУ помещать начало отсчета перемещения рабочего органа в любое положение относительно нулевой точки.

Дискретность задания перемещения - минимальное перемещение (или угол поворота рабочего органа), которое может быть задано в УП.

Дискретность отработки перемещения - минимальное перемещение (или угол поворота рабочего органа), контролируемое в процессе управления.

Максимальное программируемое перемещение - наибольшее перемещение рабочего органа, которое может быть задано в одном кадре УП.

Контурная скорость - результирующая скорость подачи рабочего органа, направление которой совпадает с направлением касательной в каждой точке заданного контура обработки.

Коррекция инструмента - изменение с пульта управления запрограммированных координат рабочего органа станка.

Коррекция скорости подачи - изменение с пульта оператора запрограммированного значения скорости подачи.

Коррекция скорости главного движения - изменение с пульта оператора запрограммированной частоты вращения главного привода.

Отказ устройства ЧПУ - событие, заключающееся в нарушении работоспособности устройства ЧПУ.

Сбой устройства ЧПУ - событие, заключающееся в кратковременном самоустраняющемся нарушении работоспособности устройства ЧПУ.

Индикатируемый сбой устройства ЧПУ - сбой, фиксирующийся в момент его возникновения, приводящий к останову станка, прекращению обработки и индикатируемый на пульте оператора.

Неиндикатируемый сбой устройства ЧПУ - сбой, не обнаруживаемый в момент его возникновения.

Станочная система ЧПУ - комплекс узлов и агрегатов, взаимодействующих между собой в оборудовании.

Наработка на отказ - среднее значение нормального функционирования (работы) УЧПУ (станка) между двумя соседними отказами.

Среднее время восстановления - время восстановления работоспособности УЧПУ после его отказа.

Типовой элемент замены (ТЭЗ) УЧПУ - типовая минимальная составная часть УЧПУ, которая может быть заменена аналогичной при потере работоспособности. Каждое УЧПУ выдает управляющее воздействие на исполнительные органы в соответствии с УП и информацией о положении управляемого объекта.

Классификацию систем ЧПУ, применяемых в отечественном машиностроении, производят по виду рабочих движений. Разделяют УЧПУ на позиционные и контурные.

Позиционное УЧПУ - устройство, в котором перемещение рабочих органов происходит в заданные точки, а траектория перемещения задается только прямолинейным движением (от точки до точки). Позиционные УЧПУ объединяют в группу устройств, имеющих один общий признак - устройство обеспечивает точность останова (позиционирование) перемещаемых рабочих органов в точке с заданными координатами. Скорость перемещения в устройствах не программируется и обусловлена только динамикой приводов станка. Позиционными УЧПУ оснащают сверлильные, координатно-расточные, токарные, фрезерные, шлифовальные и другие станки, работающие по прямоугольному циклу.

Контурное прямоугольное (коллинеарное) УЧПУ - устройство, которое обеспечивает движение по одной координате. В большинстве станков применяют прямоугольную систему координат и поэтому такие устройства получили название прямоугольных. В этих устройствах, так же как и в позиционных, программируются конечные координаты перемещения. Однако в УП задается скорость движения рабочего органа в соответствии с заданным режимом резания, и перемещение выполняется поочередно по каждой из координатных осей. Прямоугольные устройства ЧПУ применяют в станках фрезерной, токарной и шлифовальной групп.

Контурное (непрерывное) УЧПУ обеспечивает перемещение рабочих органов из данной точки пространства по траектории, форма и конечные координаты которой заданы в управляющей программе. Контурным УЧПУ оснащают станки фрезерной и токарной групп, осуществляющих формообразование деталей сложной формы.

Устройство адаптивного (самоприспосабливающегося) управления ЧПУ - устройство, в котором обеспечивается автоматическое приспособление процесса обработки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям (скорость резания, подача, сила резания). Самоприспосабливающиеся УЧПУ имеют систему контроля и регулирования, позволяющую осуществлять защиту от перегрузок двигателей главного движения и приводов подач, что обеспечивает высокое качество обработки и защищает станочную систему от поломок. Адаптивными УЧПУ оснащают фрезерные, расточные и многоцелевые станки.

Оперативная система управления (ОСУ) - УЧПУ на базе микроЭВМ с подготовкой УП у станка в режиме диалога оператора с устройством ЧПУ. Оператор, получая чертеж детали, вводит эти данные с клавиатуры пульта УЧПУ в программу управления. Оперативными устройствами ЧПУ осанащают токарные и фрезерные станки.

Другим признаком, по которому УЧПУ могут быть классифицированы, является число потоков информации, циркулирующих в системе станок-устройство ЧПУ.

Система разомкнутого контура - УЧПУ, в котором имеется только один поток информации. В таких системах отсутствуют измерительные устройства (датчики обратной связи), контролирующие перемещение рабочих органов. Точность воспроизведения движения рабочих органов с такой системой невысокая и определяется точностью отработки команд двигателем привода подач и точностью кинематической цепи, передающей движение рабочему органу.

Система с замкнутым контуром - УЧПУ, в котором существуют два потока информации. Один поток вводится в устройство управления через вводное устройство от программоносителя, второй поток информации - в УЧПУ от датчиков обратной связи, определяющих действительное положение рабочих органов. При наличии рассогласования между этими потоками, устройство управления воздействует на приводы подач, которые перемещают в нужном направлении рабочие органы, изменяя рассогласование до величины, близкой к нулю.

УЧПУ различают также по структурному построению: устройства с постоянной структурой класса NC и переменной структурой класса CNC.

УЧПУ класса NC построено по принципу вычислительного устройства, где все операции, составляющие алгоритм работы, выполняются параллельно с помощью отдельных цепей или устройств, реализующих ту или иную функцию (агрегатно-блочное построение). Эти УЧПУ называют также устройствами с жесткой структурой. Выпускаются базовые модели таких устройств (Н22 и НЗЗ), построенные на микроэлектронной базе. В этих устройствах весьма ограничены возможности оператора вмешиваться в процесс обработки.

УЧПУ класса CNC с переменной структурой соответствует структуре управляющей ЭВМ, включающей вычислительное устройство (процессор), блоки памяти и блоки ввода-вывода информации. При этом объем функций, характер проводимых операций и их последовательность определяются программами функционирования, которые вводятся в блок памяти.

Устройства класса CNC расширяют функциональные возможности программного управления. При этом появляются функции, которые раньше не могли быть реализованы: хранение УП и ее редактирование на рабочем месте, расширение возможности индикации на дисплее, диалоговое обращение с оператором, широкие возможности коррекции, в том числе и погрешностей станка, система диагностики неисправностей, возможность изменения программным способом функций системы управления при ее эксплуатации, реализация функций электроавтоматики и др.

Смотрите также