Технологическое оборудование машиностроительных производств
ОСНОВНЫЕ БЛОКИ И УЗЛЫ УЧПУ
В состав УЧПУ входят следующие основные блоки: задания, вычислительный, команд, преобразования, сравнения. Блок задания состоит из считывающего устройства, промежуточной буферной памяти, дешифрирующего устройства и контролирующих устройств.
Считывающее устройство (СУ) обеспечивает покадровое или непрерывное движение ленты относительно считывающих элементов, воспроизведение информации, записанной на программоносителе в кодированном виде, а также и ее преобразование в электрические сигналы.
В устройствах считывания с перфоленты заложены следующие способы считывания.
Электромеханический контактный способ (рис. 80, а) основан на использовании металлических щеток 2. В момент прохождения отверстия 3 перфоленты 1 под щеткой происходит замыкание контакта 4 электрической цепи. Этот способ характеризуется большим износом программоносителя, и в новых системах ЧПУ не применяется.
Фотоэлектрический способ считывания (рис. 80, б) основан на изменении проводимости фотоэлементов (фотодиодов) 1 в момент попадания на них луча, поступающего через фокусирующую линзу 4 от осветителя 5 через отверстие 3 в перфоленте 2. Фотоэлектрические считывающие устройства могут считывать от 300 до 1500 строк/с и более. Перемещение перфоленты осуществляется фрикционными валиками, вращающимися от асинхронного двигателя. Отверстия в синхронодорожке при этом способе считывания используются для формирования синхронизирующих сигналов, определяющих прохождение отдельных строк перфоленты.
Считывание кодированной информации с магнитной ленты осуществляется магнитной головкой (рис. 81), состоящей из магнитопро- вода 7, на котором выполнена обмотка 2. При движении магнитной
ленты 4 относительно зазора J кольцевого сердечника часть магнитного потока элементарных магнитных частиц ленты замыкается через сердечник, наводя на обмотке 2 ЭДС. Движение осуществляется магни - топротяжным механизмом, конструкция которого аналогична используемой при фотоэлектрическом способе.
При воспроизведении информации с магнитной ленты или с перфоленты используют СУ с последовательным поочередным считыванием всего кадра. Лентопротяжный механизм работает в стартстоп - ном режиме. Ввод информации, т. е. движение ленты и считывание с нее данных, осуществляется до момента прихода адреса «Конец кадра». При этом движение ленты прекращается и станок с ЧПУ начинает
Отрабатывать введенную информацию.
Промежуточная (буферная) память — это устройство запоминания информации, считанной с последующего по порядку кадра, во время отработки УЧПУ предыдущего кадра. Необходимость такого блока возникает при частой смене кадров и недопустимости остановки режущего инструмента при отходе от контура. Буферная память сокращает машинное время обработки.
Дешифрирующее устройство служит для преобразования управляющей кодированной информации программоносителя в управляющие сигналы, строго соответствующие коду, принятому в логических блоках УЧПУ. Дешифрирующее устройство выполнено на диодных сетках или матрицах, где контакты реле заменены полупроводниковыми элементами, обладающие большой надежностью и быстродействием.
Распределительное устройство распределяет последовательно считываемую с программоносителя информацию по соответствующим
Блокам системы управления.
Рис. 80. Способы - считывания информации с перфоленты: а - контактный, электромеханический, tf - бесконтактный, фотоэлектрический |
А) б) |
Контролирующие устройства предназначены для выявления ошибок при вводе информации. В них заложены различные методы логического контроля, основанные на избыточности вводимой информации. Наиболее распространен способ контроля частости числа пробивок в строке.
Вычислительный блок (ВБ) — один из наиболее важных узлов УЧПУ — предназначен для расчета различных прямолинейных и криволинейных контуров. Этот блок выполняет ряд сложных технологических задач: многокоординатную обработку; автоматическое выполнение вспомогательных функций; технологические циклы; смещение нуля; корреляцию режима обработки и положения инструментов с пульта УЧПУ и т. д.
Основным устройством ВБ является интерполятор. Например, линейный интерполятор (рис. 82) обеспечивает перемещение исполнительных органов станка между двумя опорными точками по прямой линии. Импульсы генератора Г поступают на двоичный счетчик Д импульсов, работающий как делитель частоты. На первом выходе делителя Д появляется в два раза меньше импульсов, чем поступающих на его вход, на Д2 — в четыре раза меньше, на Дъ — в восемь и на Д4 — в шестнадцать. Таким образом, при полном заполнении делителя 16 импульсами (с учетом импульса переполнения) на выходе Д4 появится всего один импульс, на Дъ — два, на Д2 — четыре, на Дх — восемь. В зависимости от того, какие вентили В{ — 2?4 будут открыты, на выходы координат х и у поступит соответствующее число импульсов. Вентили В — В4 управляют регистрами Ях и Яу, в которые входят числа, соответствующие приращению координат. Количество двоичных разрядов в делителе Д определяет максимальный размер, который можно отработать в данной системе с одного кадра.
Блок команд принимает с программоносителя и передает в систему различные команды цикловой автоматики. К ним относятся команды на смену инструмента, включение и выключение оборотов шпинделя, включение подачи и другие команды, кодируемые в кадре под адресом М. Вся эта информация с блока задания, минуя ВБ, попадает непосредственно в блок команд.
Рис. 81. Магнитная головка |
<5н |
Выхор X |
Выход |
<Sh |
Рис. 82. Схема интерполятора на двоичных умножителях |
Блок преобразования преобразует информацию, представленную в одном виде в другой вид задания этой же информации. В УЧПУ вся информация может быть представлена в цифровом (дискретном) или анало - 130
Говом (непрерывном) виде. Оперирование информацией в УЧПУ осуществляется как в цифровых, так и в аналоговых сигналах.
Блок сравнения сравнивает сигнал, поступающий с блока задания и отражающий заданную величину, с сигналом, поступающим с ДОС и отражающим фактическую величину. После сравнения блок вырабатывает результирующий сигнал, абсолютная величина которого равна алгебраической сумме двух указанных сигналов.