Типы УЧПУ

Технический уровень УЧПУ определяется уровнем выполнения задач программного управления и входящими в него комплектующими элементами.

Устройство позиционного ЧПУ типа 2П62-ЗИ (табл. 24) предназначено для управления станками расточной группы, где требуются перемещение по заданной программе и обработка заготовки путем поочередного перемещения рабочих органов вдоль координатных осей станка.

Типы УЧПУ

Устройство выполнено по структуре специализированной ЭВМ на базе интегральных микросхем серии К155. Оно представляет собой стационарный панельный шкаф, объединяющий логическую и электрическую части устройства с источниками питания, органами управления, ввода информации, индикации и сигнализации.

Шкаф выполнен в брызгозащитном исполнении и имеет приточную и вытяжную вентиляцию (рис. 61). УЧПУ совместно с пультом управления организует работу станка на всех режимах. В устройстве предусмотрены следующие режимы: автоматический, наладочный, покадровый ввод информации и отработка заданного кадра, пропуск отработки помеченных кадров программы. По команде с устройства управления в устройство ввода поступает информация о заданных координатах или технологических командах. В устройстве ввода информация контролируется по четности, распознается по адресам и распределяется по времени.

Типы УЧПУ

Информация, необходимая для определения размера и направления перемещения исполнительных органов станка, поступает в арифметическое устройство, которое управляет устройством управления приводом. Устройство управления приводом получает информацию от арифметического устройства и выдает на станок сигналы о направлении движения в виде напряжения, амплитуда которого пропорциональна скорости перемещения исполнительных органов станка. При достижении точки позиционирования напряжение снижается и в точке, где необходимо остановиться, снижается полностью. При этом происходит остановка рабочего органа станка.

В устройстве индикации обеспечивается визуальное представление о размере перемещения по координатам, технологических командах, кодах неисправностей, причине останова отработки программы.

Длина соединительного кабеля между устройством ЧПУ и станком ≤30 м. Соединительные кабели должны быть защищены от механических повреждений. При изготовлении экранированных проводов кабелей связи с датчиками обратной связи длина неэкранированных частей каждого провода ≤30 мм. Выводы экрана кабелей при соединении в промежуточных местах должны обеспечивать электрический контакт отдельных частей экрана на всем протяжении кабеля.

Экраны должны быть изолированы от корпуса защитного короба и подсоединены к шине заземления выходных разъемов устройства. Кабели связи устройства ЧПУ со станком должны быть удалены от сильноточных цепей на расстояние ≥ 300 мм.

УЧПУ типа „Электроника НЦ-31” предназначено для оперативного управления станком со следящими приводами и измерительными фотоимпульсными датчиками. Основной областью применения устройства является управление токарными и револьверными станками. Устройство обеспечивает ввод, редактирование, автоматическую отработку программ обработки деталей с клавиатуры пульта.

УЧПУ „Электроника НЦ-31” (табл. 25) выполнено без защитного кожуха, и поэтому к месту установки устройства предъявляются следующие требования: устройство должно встраиваться в металлический защитный корпус; конструкция защитного кожуха должна обеспечивать надежную защиту устройства от стружки, эмульсии, масла, мелкой металлической пыли и воды; в месте расположения устройства должно быть предусмотрено принудительное воздушное охлаждение; отверстия для входа и выхода воздуха должны быть защищены фильтрами с толщиной рабочего полотна не более 6 мм; очистка фильтров должна производиться не реже одного раза в неделю, а их замена не реже одного раза в шесть месяцев.

Типы УЧПУ

Аппаратная часть устройства „Электроника НЦ-31” (рис. 62) выполнена на базе микроЭВМ. В состав комплекта входят следующие блоки (рис. 63): пульт оператора (ПО), контроллер электроавтоматики (устройство 9201), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), процессор (ПРЦ), блоков питания (БПС-18-1-2 и БПС-18-1-1), блок АМТ, контроллер измерительных преобразователей (устройство 9202), контроллер привода (устройство 9203).

Типы УЧПУ

Пульт оператора является аппаратным средством для реализации выполнения загрузки и редактирования программ обработки детали; режима работы станка; индикации информации о состоянии системы ЧПУ; покадрового режима отладки программы и ручного ускоренного перемещения инструмента.

Типы УЧПУ

Устройство 9201 служит для приема информации от узла электроавтоматики и выдачи управляющей и технологической команд в электроавтоматику станка. Устройство ОЗУ предназначено для запоминания и хранения программ обработки и технологической информации.

Процессор (ПРЦ) предназначен для выполнения: вычислений адресов и команд, размещенных в памяти УЧПУ; обмена информацией с другими устройствами УЧПУ; арифметических и логических вычислений микропрограммной и программной части процедур.

Стабилизированные блоки питания обеспечивают питание микро- ЭВМ, цифроаналоговых преобразователей, датчиков положения и резьбонарезания, устройств электроавтоматики и согласующих устройств. Блок АМТ осуществляет обмен данными между процессором и устройством связи со станком.

Устройство 9202 выполняет прием информации о пути и направлении перемещения исполнительного механизма привода, хранение и передачу ее в процессор.

Устройство 9203 предназначено для приема и хранения информации о величине скорости подачи исполнительного механизма привода и формировании пропорционального ей аналогового сигнала постоянного тока. Средняя наработка на отказ УЧПУ „Электроника НЦ-31” не менее 2000 ч.

Типы УЧПУ

УЧПУ типа 2С42 (табл. 26) предназначено для управления многоцелевыми станками, оснащенными следящими приводами подач. Устройство выполнено на базе микроЭВМ и по схемно-структурной организации и является устройством типа CNC со свободным программированием алгоритмов управления. Конструктивно устройство выполнено в виде шкафа и разделено на блоки. На передней двери шкафа расположены пульты управления, коррекции и фотосчитывающее устройство.

УЧПУ оснащено перепрограммируемым ОЗУ с ультрафиолетовым стиранием информации с блоком программирования, что позволяет потребителю послать в память разработанное им программное обеспечение. ОЗУ обеспечивает ввод с перфоленты технологических программ для обработки сложных деталей.

В качестве процессора в устройстве типа 2С42 применена микро- ЭВМ „Электроника-60”, которая через общую шину и интерфейсы соединена с блоком оперативной памяти (в том числе для управляющих, технологических и функциональных программ), устройством считывания перфолент, пультом управления и индикации, устройством управления следящими приводами станка (интерфейс связи со станком), включающим цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) и блоки входных и выходных сигналов дисплея БОСИ перфоратором ПЛ-150 и др.

Имеется также возможность подключения ЭВМ через интерфейс прямого доступа в память. Кроме того, в УЧПУ используют блоки преобразователей кодов (БПК) и быстрого умножения (БУ). Каждое из этих устройств может подключаться через общую шину „Канал ЭВМ” к

Типы УЧПУ

центральному процессору в необходимые моменты времени по соответствующей программе. Число этих устройств может меняться в зависимости от типа конкретных станков, с которыми должна работать данная модификация УЧПУ.

Используемая в устройстве микроЭВМ в совокупности с необходимым математическим обеспечением реализует заданный состав алгоритмов управления, вычисления траекторий и скоростей перемещения рабочих органов, выдачу управляющих последовательностей команд выполнения стандартных и технологических циклов, решение задач редактирования управляющих программ (УП). Устройством обеспечивается управление приводами подач и главного движения.

Типы УЧПУ

Условия эксплуатации устройства типа 2С42 (рис. 64): температура 5. . . 40°С; относительная влажность до (65± 15)% при 30°С. Наработка на отказ ≥1000 ч.

В УЧПУ типа 2Р22 (табл. 27) входят приборный блок, пульт управления, БОСИ, кассетный накопитель на магнитной ленте (КНМЛ) и блок управления приводом.

Типы УЧПУ

Приборный блок (рис. 65, а) предназначен для приема сигналов от периферийных устройств и управляемого станка, их анализа и выдачи управляющих воздействий в соответствии с алгоритмом работы, заложенным в программном обеспечении. Приборный блок выполнен в виде стационарного шкафа. Для обеспечения помехозащищенности силовые цепи выполнены экранированными проводами.

Пульт управления (рис. 65,6) позволяет вести редактирование УП, задавать режимы работы устройства, производить ручной ввод данных, вести диалог с устройством и др.

БОСИ предназначен для отображения на электронно-лучевой трубке буквенно-цифровой информации (цифр, букв русского и латинского алфавитов). Блок используется при вводе программы, ее редактировании, контроле, диагностике, индикации технологической программы, размера инструмента, режимов работы и текущей геометрической информации о перемещении исполнительных органов станка.

КНМЛ принимает дискретную информацию от приборного блока на магнитную ленту, хранит ее и в случае надобности вновь выдает в приборный блок. Блок управления приводом осуществляет прием дискретных сигналов управления и преобразует их в систему сигналов управления электроприводами (табл. 28).

Типы УЧПУ

Поиск неисправностей, наладка УЧПУ заключаются в логическом анализе УП, работы электронных блоков до и после появления неисправности и результатов отработки программы.

Основные этапы наладки: 1) расшифровка и проверка УП; 2) анализ информации, записанной по командам, в которой были отказы; 3) выделение блоков, в которых возможна неисправность; 4) выделение неисправных цепей; 5) составление цепи потока информации, в которой предположительно произошел отказ; 6) контрольные измерения для уточнения дефектного узла.

Методика выполнения пусконаладочных работ. Удалить из кассет все печатные платы; подав напряжение, проверить вольтметром и осциллографом значения и форму питающего напряжения всех каналов; убедиться в четком срабатывании защиты от коротких замыканий; записать в память устройства пробную последовательность команд и проконтролировать их исполнение; проверить поочередное функционирование плат связи с внешними устройствами; настроить преобразователи аналоговых и цифровых сигналов, снять их характеристики.

Особенностью УЧПУ является и то, что они требуют наладки как электронных, так и электромеханических устройств, влияющих на выходные параметры станочной системы. Наладку электронных узлов и блоков выполняют на стендах с помощью специальной и стандартной контрольно-измерительной аппаратуры. В первом случае это специальные стационарные стенды, проверяющие платы, а во втором - стандартные генераторы, осциллографы, частотомеры, вольтметры и др.

Программный контроль осуществляется с помощью специальных тестов, включающих в себя и технологические команды (например, изменение частоты вращения главного привода, включение подачи СОЖ, поворот инструментальной головки с заменой инструмента и др.). Применяют также тесты, проверяющие логическую часть электронных устройств и при появлении неисправности этот тест выдает информацию о неисправности.

Необходимость наладки электромеханических устройств в системах ЧПУ определяется появлением неисправностей, которые характеризуются износом, разрегулировкой или поломкой механических элементов лентопротяжного механизма, фотосчитывающего устройства, электромагнитов, реле, кнопок, переключателей и др.

Надежность работы устройства определяется надежностью источников питания этих устройств, которые должны обеспечивать подачу необходимых напряжений и токов. Важным фактором, определяющим надежность УЧПУ, является также минимальное время срабатывания защиты источников питания, т.е. минимальное время отключения источника питания по сигналу защиты [27].

Источники питания УЧПУ построены по одной структурной схеме (рис. 66), состоящей из блока трансформаторов 2, понижающих напряжение сети до необходимых значений мостового выпрямителя 2, выполненного по схеме Ларионова и предназначенного для преобразования переменного напряжения в постоянное; емкостных фильтров 3, 9, и 12; предохранителей 4; устройств 5 задержки включения источника питания; регулирующего элемента 6, поддерживающего выходное напряжение на заданном уровне; схемы 7 защиты, предохраняющей параметрический стабилизатор 10 от перегрузок; мостового однофазного выпрямителя 8 для питания параметрического стабилизатора; схемы 11 управления (усилитель постоянного тока); стабилизатора напряжения компенсационного типа 13 и цепей сигнализации и отключения 14 источника питания при аварийном режиме.

Типы УЧПУ

Диагностирование источника питания постоянного тока сводится к измерению выходных напряжений. Если выходное напряжение не соответствует нормативному значению, то причинами этого могут быть: изменение напряжения сети; превышение предельно допустимой температуры транзисторов; короткое замыкание в регулирующем транзисторе; выход из строя элементов стабилизации и защиты.

Измерение сопротивления изоляции цепей источника питания осуществляют мегаомметром на 1000 В; сопротивление цепей, рассчитанных на напряжение 60 В и ниже - мегаомметром на 500 В. Наименьшее допустимое сопротивление изоляции при испытании мегаомметром на 1000 В не менее 10 мОм, а мегаомметром на 500 В не менее 0,5 мОм. В качестве мегаомметров используют приборы типа М4100/3 и М4100/4.

Наладку фотосчитывающего устройства ФСУ-2 начинают с юстировки осветителя. Проверяют напряжение на лампе, оно должно быть (6,3±0,63) с учетом падения напряжения на соединительных проводах. Нить лампы должна быть расположена под углом 45° к вертикали (если смотреть на лампу спереди). При этом полоса света проектируется на белую бумагу, положенную на диафрагму столика. Полоса, спроектированная на диафрагму столика, должна иметь равномерное, максимальное освещение на кодовых дорожках.

Ток короткого замыкания Iк.з измеряют микроамперметром с внут- ренним сопротивлением ≤250 Ом, а напряжение холостого хода UX.X- - вольтметром с сопротивлением ≥500 кОм. При освещенном фотоприемнике  Iк.з должен быть ≥ 300 мкА, а Uх.х - 0,3 В. При 1К.З и Uх.х меньше указанных величин необходимо повторно отрегулировать осветитель или заменить фотоприемники.

Регулирование протягивающего механизма фотосчитывающего устройства начинают с установления зазора между ведущим валиком и прижимным роликом. Они должны быть расположены параллельно с зазором 0,05. . . 0,1 мм, а сила протягивания при включенном электромагните должна быть ≥ 3 Н. Если сила меньше, то регулирование выполняют повторно. Тормозная пружина должна быть отрегулирована так, чтобы при выключенных электромагнитах протягивания и торможения перфолента не двигалась. В противном случае необходимо, сняв крышку, слегка отогнуть пружину, усилив давление на перфоленту.

Регулировку усилителя считывания (рис. 67) осуществляют при протягивании перфоленты с пробитой информацией и отрегулированном осветителе. Регулировку осуществляют резистором R1, подбирая его сопротивление до получения на выходе прямоугольных импульсов длительностью 0,2.. . 0,8 мс и амплитудой, обеспечивающей запуск формирователей.

Типы УЧПУ

ФСУ типа „Консул-337.6” являются самостоятельным прибором, питающимся от сети 220 В частотой 50 Гц. ФСУ состоит из электронных плат, системы защиты и механической части.

Типы УЧПУ

Механическая часть (рис. 68) фотосчитывателя расположена на корпусе, который представляет собой отливку из алюминиевого сплава. Основными узлами фотосчитывателя являются механизм перемещения и торможения перфоленты. Между механизмом торможения и перемещения расположена оптическая система со считывающим блоком, в котором смонтированы фотоэлектрические элементы для считывания информации с перфоленты в УЧПУ.

Перемещение перфоленты 1 вперед осуществляется с помощью ролика 16, имеющего шкив, приводимого во вращение от электродвигателя 21, на валу которого насажен шкив 20, через резиновый ремень 19. Перемещение назад осуществляется через резиновый ремень 18 на шкив с шестерней 17 и через зубчатую передачу на приводной ролик 12. При прохождении тока через обмотку электромагнита 7 прижимной ролик 9 через коромысло с регулировочным винтом 8 прижимает перфоленту к приводному ролику 16 и перфолента перемещается вперед. При включении электромагнита 4 прижимной ролик 2 с регулировочным винтом 3 притягивается и осуществляет перемещение назад.

В правой половине протяжного механизма имеется V-образной формы тормозной электромагнит 15, подвижной частью тормозного механизма является подвешенный на пружинах плоский сердечник 11. При прекращении подачи тока в электромагнит 7 и уменьшении давления прижимного ролика с одновременным включением тормозного электромагнита осуществляется останов перемещаемой перфоленты.

Перфолента в фотосчитывателе для правильной фиксации направления перемещения проходит с зазором между направляющим лотком 13 и защитным стеклом 10 фотоголовки. Направляющий канал позволяет применять восьмидорожковую перфоленту.

Для преобразования информации на перфоленте в соответствующие электрические сигналы в считывателе использован фотоэлектрический способ. Информацию с перфоленты снимают девять фотоэлектрических элементов 14, восемь фотоэлементов для считывания кодовых отверстий и один фотоэлемент для считывания ведущих отверстий. Фотоэлементы установлены на одной считывающей головке, которая вставлена снизу в отверстие в середине направляющего лотка и становится доступной после снятия нижней крышки фотосчитывателя. К электронному блоку головка подключена с помощью разъема и кабеля.

Фотоэлементы освещают осветителем 6 через щель, покрытую защитным стеклом, и через цилиндрическую линзу 5. Свет, попадая на фотоэлементы, вызывает изменение их тока. Эти токи усиливаются, формируются и преобразуются в прямоугольные импульсы и далее поступают в блок логики и управления.

Фотосчитыватель снабжен собственным источником питания, подающим стабилизированное напряжение в электронную часть устройства. Если у фотосчитывающего устройства обнаружится неисправность, причиной которой может быть изменение правильной установки элементов или разрегулировка их во время эксплуатации, то необходимо провести повторные наладку и регулирование устройства.

Регулирование оптической системы. В устройство вставляют полностью отперфорированную восьмидорожковую перфоленту так, чтобы световой луч проходил по середине перфорации. При правильной установке осветителя и линзы ширина луча 0,8 мм. Луч должен быть параллельным оси отверстия щели фотоэлементов. По ширине восьми- дорожковой перфоленты не должна изменяться интенсивность освещения. Если во время работы нарушается правильное расположение источника света, то проводится наладка оптической системы.

Вольтметром постоянного тока контролируется напряжение (24 ±0,5) В на лампе оптической системы. При отклонении напряжения выполняется дополнительное регулирование с помощью соответствующих резисторов в цепи источника питания лампы.

Для регулирования положения осветителя ослабляют два винта крепления лампы и перемещают патрон в двух направлениях до тех пор, пока на вставленной в считыватель перфоленте не появится четкое изображение полоски света шириной 0,8 мм. Если луч нельзя достаточно четко отфокусировать из-за того, что нить лампы находится не в центре лампы, то необходимо заменить лампу или, поворачивая цилиндрическую линзу, сфокусировать световой луч в полоску, попадающую в щель фотоэлементов.

Регулирование тормозного пути проводят при включенном механизме перемещения перфоленты. После подачи команды „Стоп” устанавливается взаимное положение считываемого знака и светового луча. Если работа управляющей системы и сила прижима якоря тормоза правильные, то перфолента должна остановиться на считываемом знаке с точностью 1,5 мм.

Типы УЧПУ

Типы УЧПУ

Тормозной путь устройства нужно проверять при движении ленты в обоих направлениях. Если путь торможения больше, то необходимо проверить правильность функционирования схемы включения тормозного электромагнита или отрегулировать силу прижима, которую проверяют с помощью динамометра. К концу перфоленты крепят динамометр и измеряют силу, необходимую для преодоления трения сердечника тормозного электромагнита при включенном состоянии.

Регулирование электромагнитов прижимных роликов. Регулировочный винт, установленный на коромысле прижимного ролика, должен постоянно прижиматься к держателю ролика с помощью прокладки.

Если лента не вставлена и прижимной ролик не лежит на приводном валике, то между сердечником и якорем электромагнита в самом узком месте должен быть зазор 0,25... 0,3 мм.

Регулирование натяжения ремешков. Натяжение ремешков оказывает влияние на надежность работы фотосчитывателя. Натяжение ремешков надо производить так, чтобы при давлении на него с силой 2 Н наибольший прогиб был не более 4 мм.

В конструкции ФСУ предусмотрена регулировка с помощью смещения осей шкивов. Если ремешок сильно вытянут, то его желательно заменить. При замене не рекомендуется ремешок перетягивать через край шкива, чтобы не повредить ремешок. Там, где можно регулировать межосевое расстояние между шкивами, необходимо предварительно уменьшить это расстояние и надеть на шкив ремешок, а там, где нельзя, требуется разобрать один одноступенчатый шкив.

Установка и регулирование фотоэлементов. В фотосчитывателе в качестве фотоэлементов применены фототранзисторы. Условием правильного функционирования фототранзисторов являются их правильная установка, освещенность и чистота прикрывающего стекла. Перед началом регулировки фототранзисторы необходимо установить в отверстие блока до упора, затем измерить силу тока, протекающего через фототранзистор при его освещении и затемнении (рис. 69,а). Фототранзистор установлен правильно тогда, когда при освещении через него протекает ток не менее 1,1 мА, а без освещения - не более 0,2 мА.

Так как чувствительность фототранзисторов может быть различная и сила тока в закрытом состоянии может не соответствовать указанной величине, то необходимо фототранзистор осторожно перемещать от источника света до тех пор, пока сила тока не будет находиться в указанном пределе. Затем нужно зафиксировать фототранзистор в этом положении, осторожно затянуть фиксирующий винт и вновь проверить силу тока при освещенном и закрытом фототранзисторе.

После окончательной выверки положения фототранзисторов их налаживают при непрерывном считывании полностью отперфориро- ванной перфоленты, склеенной в кольцо. Осциллографом поочередно проверяют скважность сигнала на всех девяти каналах (рис. 69,б).

Если скважность и форма не соответствуют осциллограмам, показанным на рис. 69, то их надо отрегулировать с помощью резистора в диапазоне 22. . .470 кОм. Указанные резисторы находятся в блоке логики устройства.

Смотрите также