Что означает класс snc станков с чпу

Классы систем ЧПУ.

В соответствии с международной классификацией все СЧПУ по уровню технических возможностей делятся на следующие классы:

NC (Numerical Control) — системы ЧПУ с покадровым чтением перфоленты на протяжении цикла обработки каждой заготовки;

SNC (Stored Numerical Control) — системы ЧПУ с однократным чтением всей перфоленты перед обработкой партии одинаковых заготовок;

CNC (Computer Numerical Control)—системы ЧПУ со встроенной мини-ЭВМ (компьютером, микропроцессором);

DNC (Direct Numerical Control)—системы прямого числового управления группами станков от одной ЭВМ;

HNC (Handled Numerical Control) — оперативные системы ЧПУ с ручным набором программ на пульте управления.

Системы класса NC являются наиболее распространенными. Они работают в следующем режиме. После включения станка и системы ЧПУ читаются первый и второй кадры программы. Как только закончилось их чтение, станок начинает выполнять команды первого кадра. В это время информация второго кадра программы находится в запоминающем устройстве системы ЧПУ. После выполнения первого кадра станок начинает отрабатывать второй кадр, который выводится из запоминающего устройства. В процессе отработки станком второго кадра система читает третий кадр программы, который вводится в освободившееся от информации второго кадра запоминающее устройство, и т. д.

Основным недостатком рассмотренного режима работы является то, что для обработки каждой следующей заготовки из партии системе ЧПУ приходится вновь читать все кадры перфоленты. В то же время в процессе чтения перфоленты нередко возникают сбои из-за недостаточно надежной работы считывающих устройств УЧПУ. В результате отдельные детали из партии могут оказаться бракованными. Повышенная вероятность сбоев в системах класса NC объясняется также очень большим числом кадров перфоленты, поскольку для работы таких систем в программе должно быть записано каждое элементарное действие станка. Кроме того, при таком режиме работы перфолента быстро изнашивается и загрязняется, что еще более увеличивает вероятность сбоев при чтении. Наконец, если в кадре записаны действия, которые станок выполняет очень быстро, то УЧПУ за это время может не успеть прочитать следующий кадр, что также ведет к сбоям.

Указанных недостатков лишены системы класса SNC, которые позволяют последовательно, кадр за кадром, прочитать всю программу и разместить информацию в своем запоминающем устройстве большой емкости (16 килобайт и более). Перфолента читается только один раз, перед обработкой всей партии одинаковых деталей, и поэтому мало изнашивается. Управление обработкой всех заготовок осуществляется по сигналам из запоминающего устройства, что резко уменьшает вероятность сбоев, а следовательно, и брак деталей. Системы SNC позволяют осуществлять однократный ввод управляющих программ при длине перфоленты от 40 до 310 м.

Системы класса CNC имеют большие возможности из-за наличия в них мини-ЭВМ на основе микропроцессоров. В запоминающее устройство системы программа может быть введена не только полностью с подготовленной перфоленты, но и отдельными кадрами вручную с пульта УЧПУ. В кадрах программы могут записываться как команды на отдельные движения рабочих органов, так и команды, задающие целые группы движений, называемые постоянными циклами, которые хранятся в запоминающем устройстве СЧПУ. Это приводит к резкому уменьшению числа кадров программы и к соответствующему повышению надежности работы станка. Системы класса CNC позволяют достаточно просто в режиме диалога при отладке программ осуществлять редактирование с ручным вводом информации и с выводом ее на дисплей, а также получать откорректированную и отработанную программу на перфоленте.

Ряд систем класса CNC (или близких к нему) делают возможной работу по одной программе в различных масштабах, в режиме «матрица — пуансон», в режиме зеркального отображения и т. д. Системы допускают введение в процессе работы самых различных видов коррекций.

Обладая сравнительно низкой стоимостью, малыми габаритными размерами и высокой надежностью, системы на микропроцессорах позволяют заложить в систему управления новые свойства, которые раньше не могли быть реализованы. Так, например, устройство ЧПУ «Электроника НЦ-31» имеет математическое обеспечение, позволяющее учитывать и автоматически корректировать постоянные погрешности станка и тем самым влиять на совокупность причин, определяющих точность обработки. Простейшим видом этих функций системы является компенсация люфта или зоны нечувствительности приводов в направлении перемещения по координатам. Надежность и работоспособность станков с устройствами ЧПУ на микропроцессорах повышает использование систем контроля и диагностики. Функции этих систем можно разделить на контроль состояния внешних по отношению к УЧПУ устройств, проверку внутренних блоков и контроль собственно УЧПУ. Так, например, то же устройство «Электроника НЦ-31» для токарных станков имеет специальные тест-программы для проверки работоспособности всех структурных частей системы. Эти тест-программы отрабатываются при каждом включении устройства, и в случае исправности всех частей возникает сигнал готовности системы к работе. В процессе работы станка и УЧПУ тест-программы частями отрабатываются в так называемом фоновом режиме, не мешая отработке основной управляющей программы. В случае появления неисправности на табло световой индикации возникает ее код, с помощью которого по таблице устанавливают место и причину неисправности. Кроме того, система определяет ошибки, связанные с неправильной эксплуатацией устройства, с превышением параметров теплового режима, дает величину напряжения для питания и другие параметры.

Создание и применение систем класса DNC связана с общей тенденцией развития современных комплексно-автоматизированных производств. В таких производствах управление работой участков, состоящих из станков с ЧПУ, транспортно-складирующих, загрузочных средств, осуществляется от центральной вычислительной машины. Однако наличие центральной ЭВМ не означает, что необходимость в устройствах ЧПУ у станков при этом полностью отпадает. В одном из наиболее распространенное вариантов построения систем DNC каждый вид оборудования на участке сохраняет свои системы ЧПУ классов NC, SNC, CNC. Нормальным для такого участка является режим работы, при котором управляющие команды на УЧПУ всех видов оборудования подаются по проводам непосредственно от ЭВМ, минуя считывающие устройства. Это приводит к повышению надежности работы каждой единицы оборудования и всего участка в целом. Одновременно автоматизируется процесс подготовки УП с помощью ЭВМ. Вместе с тем в условиях временного выхода из строя вычислительной машины такой участок сохраняет работоспособность, поскольку каждый вид оборудования может paботать от перфоленты, подготовленной заранее на случай аварийной ситуации.

Как уже отмечалось, подавляющее большинство станков с ЧПУ работают от перфоленты. Однако подготовка и отладка управляющих программ — процесс длительный и трудоемкий. При изготовлении простых по конфигурации деталей целесообразно было бы исключить этот процесс. Такая возможность на современных станках в принципе имеется. Она реализуется при использовании режима ручного ввода данных. Однако у большинства станков в этом режиме возможен ввод с пульта только одного кадра программы с последующей его отработкой на станке. Это слишком непроизводительно. Поэтому в последнее время разработаны так называемые оперативные системы числового программного управления класса HNC с ручным вводом программ с пульта УЧПУ. Программа из достаточно большого числа кадров легко набирается и исправляется с помощью клавиш или переключателей на пульте УЧПУ. После отладки программа фиксируется до окончания обработки партии одинаковых заготовок. Системы класса HNC обеспечивают как позиционное, так и контурное управление станками.

Источник

МЕЖДУНАРОДНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ УЧПУ

В соответствии с международной классификацией все УЧПУ по уровню технических возможностей делятся на следующие основные классы: NC (Numerical Control); SNC (Stored Numerical Control); CNC (Computer Numerical Control); DNC (Direct Numerical Control); HNC (Handled Numerical Control); VNC (Voice Numerical Control) и PCNC (Personal Computer Numerical Control).

Системы класса NC.Выпуск систем этих классов уже прекращен. Это наиболее простые системы управления с ограни­ченным числом информационных каналов. В составе этих систем от­сутствует оперативная ЭВМ. Внешним признаком УЧПУ классов NC и SNC является способ считывания и отработки УП.

В системах класса NC принято покадровое чтение перфоленты: после включения станка и УЧПУ читаются первый и второй кадры программы; станок начинает выполнять команды первого кадра, в это время информация второго кадра программы на­ходится в запоминающем устройстве УЧПУ; после выполнения перво­го кадра станок начинает отрабатывать второй кадр, который для это­го выводится из запоминающего устройства; в процессе отработки станком второго кадра устройство читает третий кадр программы, и т. д.

Основным недостатком этого режима работы является то, что для обработки каждой следующей заготовки приходится вновь читать все кадры перфоленты, в процессе тако­го чтения нередко возникают сбои из-за недостаточно надежной рабо­ты считывающих устройств. Вероятность сбоев объясняется также очень большим числом кад­ров перфоленты, поскольку для работы таких систем в программе должно быть записано каждое элементарное действие станка, кроме того, перфолента быстро изнашивается и за­грязняется. А если в кадре записаны действия, которые станок выполняет очень быстро, то УЧПУ за это время может не успеть прочитать сле­дующий кадр.

Системы класса SNC.Эти системы сохраняют все свойства сис­тем класса NC, но отличаются от них увеличенным объемом памяти. Системы класса SNC позволяют прочитать все кадры программы и разместить информацию в запоминающем устройстве большой емко­сти. Перфолента читается только один раз перед обработкой всей пар­тии одинаковых деталей и поэтому мало изнашивается. Все заготовки обрабатываются по сигналам из запоминающего устройства, что резко уменьшает вероятность сбоев, а следовательно, и брак деталей. В настоящее время УЧПУ класса SNC также не выпускаются.

Системы класса CNC.УЧПУ на базе ЭВМ, совмещающих функции управления станком и решение почти всех задач подготовки УП. В УЧПУ класса CNC даже пер­вого поколения резко возрастают возможности по сравнению с УЧПУ классов NC и SNC.

Основу УЧПУ классов CNC составляют ЭВМ, запрограммирован­ная на выполнение функций ЧПУ. В системах класса CNC возможно изменять и корректировать в период эксплуатации как УП обработки детали, так и про­граммы функционирования самой системы в целях максимального учета особенностей данного станка.

В устройство CNC УП может быть введе­на с перфоленты, с дискеты или по каналу внеш­ней связи, и вручную с пульта УЧПУ. Ряд систем имеет встроенную СПП и т.д. Это приводит к резкому уменьшению числа кадров УП, к сокращению сроков ее подготовки и к соответствующему повышению надежности работы станка. Системы класса CNC позволяют достаточно просто выполнять в режиме диалога доработку и отладку УП и их редактирование.

Системами класса DNC можно управлять непосредственно от центральной ЭВМ, минуя считывающее устройство станка. Однако наличие ЭВМ не означает, что необходимость в УЧПУ у стан­ков полностью отпадает. В одном из наиболее распространенных вари­антов систем DNC каждый вид оборудования на участке сохраняет свои УЧПУ классов NC, SNC, CNC.

В функции DNC входит управление и другим оборудованием авто­матизированного участка, например автоматизированным складом, транспортной системой и промышленными роботами, а также решение некоторых организационно-экономических задач планирования и диспетчеризации работы участка. УП для оборудования участка хранятся в памяти ЭВМ, управляющей группой станков, откуда они передаются на станки по каналам связи.

Оперативные УЧПУ класса HNC позволяют ручной ввод программ в электронную память ЭВМ УЧПУ непосредственно прямо с ее пуль­та. Программа, состоящая из достаточно большого числа кадров, легко набирается и исправляется с помощью пульта УЧПУ. После отладки она фиксируется до окончания обработ­ки партии. Современные УЧПУ класса HNC построены на базе лучших УЧПУ класса CNC и отличаются от них отсутствием ус­тройств для ввода УП с перфолент, но они имеют входы для их подключения. Эти устройства позволяют вести программирование с пульта УЧПУ в режиме диа­лога.

В общем случае такие системы позволяют вести под­готовку УП непосредственно у станка по чертежу детали. Ряд УЧПУ позволяют вести программирование параллельно с ра­ботой станка.

УЧПУ класса VNC позволяют вводить информацию непосредст­венно голосом. Принятая информация преобразуется в УП и затем в виде графики и текста отображается на дисплее. УЧПУ класса VNC не получили распространения в промышленности.

УЧПУ класса PCNC являются дальнейшим развитием устройств класса CNC и его подклассов и разновидностей. Если устройства класса CNC базируются на специализированных управляющих ЭВМ, специально разработанных для этой цели, то устройства класса PCNC построены на базе серийных персональных компьютеров (PC). Такое решение позволило существенно упростить и сократить время разработки УЧПУ, и как следствие – их стоимость, а унификация интерфейсов материнской платы PC привела к унификации интерфейсов остальных компонентов СЧПУ, что в итоге позволило достигнуть почти полной их взаимозаменяемости в рамках группы станка.

В настоящее время УЧПУ PCNC делятся по особенностям архитектуры на четыре подкласса PCNC-1…PCNC4, а также любительские устройства PCNC-Hobby. Кроме того, из класса PCNC «вырос» уже достаточно самостоятельный класс устройств DMC (Distributed Motion Control), представляющих собой распределенную систему управления, построенную на ПЛК, объединенных общей локальной сетью.

СИСТЕМА «УЧПУ-СТАНОК»

Упрощенная структурная схема управления станком с ЧПУ приведена на рис. 1. В качестве при­мера показано устройство ЧПУ трехкоординатного вертикально­го сверлильно-расточного станка с револьверной головкой. Устройство 1ЧПУ состоит из следующих основных узлов: блока 2 ручно­го управления и сигнализации, блока 3считывания информации, кодового преобразователя 7, блока 4технологических команд, блока 5 управления приводами продольной и вертикальной пода­чи, а также приводом шпинделя; блока 6управления приводом поперечной подачи, кабеля 8управления технологическими ко­мандами, силового блока 9релейных (дискретных) команд, ка­белей передачи команд на электрооборудование станка 10,связи с приводами продольной и вертикальной подачи, а также с при­водом шпинделя 11,связи с двигателем поперечной подачи 12.

Рисунок 1 – Упрощенная структурная схема управления станком с ЧПУ:

1 – устройство ЧПУ; 2 – блок ручного управления и сигнализации; 3 – блок считывания информации; 4 – блок технологических команд; 5 – блок управле­ния приводами продольной и вертикальной подачи и приводом шпинделя; 6 – блок управления приводом поперечной подачи; 7 – кодовый преобразователь; 8– кабель управления технологическими командами; 9–силовой блок релейных команд; 10 – кабель передачи команд на электрооборудование станка; 11 – кабель связи с приводами продольной и вертикальной подачи, а также с приводом шпинделя; 12 – кабель связи с двигателем поперечной подачи; 13 – двигатель поперечной подачи.

Станок с ЧПУ работает следующим образом:

– заданная программа, в которой отражены геометрические размеры обрабатываемой детали и технологические команды, считывается с программоносителя (перфолента, магнитная лента, дискета, CD, жесткий диск и т.п.) блоком 3;

– данная информация обрабатывается кодовым преобразовате­лем 7 и переносится на блоки 5, 6управления приводами и на блок 4 технологических команд;

– блоки управления приводами через кабели связи 11, 12пере­дают управляющие команды на приводы, обеспечивая перемеще­ние узлов станка по продольной, поперечной и вертикальной координатам (осям) в соответствии с заданной программой, а также нужную частоту вращения шпинделя;

– от блока технологических команд 4 через кабель 8сигналы поступают в блок релейных команд 9,на выходе которого (кабель 10)формируются дискретные команды требуемых параметров (ток, напряжение) управления электроавтоматикой станка;

– за ходом обработки может наблюдать оператор посредством блока 2;

– с помощью этого же блока оператор может осуществлять руч­ное управление процессом и при необходимости вводить соответ­ствующие коррекции.

Источник

Классификация систем ЧПУ по степени совершенства и функциональным возможностям

По данному признаку выделяют четыре класса систем ЧПУ.

-системы HNC— класса (Hand Numerical Control)— системы с ручным заданием управляющей программы;

Примечание.На станках в принципе могут быть установлены любые системы ЧПУ, если они имеют связи с ЭВМ верхнего уровня.

Классификация систем ЧПУ по виду движения исполнительных механизмов станка

По этому признаку системы ЧПУ делятся на три класса [10]: пози­ционные; контурные; комбинированные.

Позиционные— это системы ЧПУ, обеспечивающие установку рабочего органа в позицию, заданную программой управления станком, чаще всего без обработки в процессе перемещения РОС. Эта системы применяются для управления станками сверлильно-расточной группы.

Контурные— это системы ЧПУ, обеспечивающие автоматическое перемещение РОС по траектории и с контурной скоростью, заданной управляющей программой станком. Основной особенностью контур­ных систем ЧПУ является наличие в каждый отдельный момент време­ни функциональной зависимости между скоростями перемещения РОС по координатным осям. Контурные системы по сравнению с позицион­ными отличаются большей сложностью. Они в настоящее время явля­ются наиболее распространенными по сравнению с другими и исполь­зуются чаще всего для управления токарными, фрезерными и другими станками при обработке деталей сложного профиля.

Комбинированные системы ЧПУвключают в себя контурные и позиционные системы и используются для управления многоопераци­онными станками (обрабатывающими центрами).

Источник

Классификация систем ЧПУ

Системы ЧПУ классифицируют:

1. по уровню технологических возможностей (NC; SNC; CNC; DNC; HNC)

2. по технологическому назначению

3. по числу потоков информации

4. по принципу задания УП:

6. по числу одновременно управляемых координат.

1. NC – это системы с покадровым чтением перфоленты на протяжении цикла обработки каждой заготовки.

SNC – это системы с однократным чтением перфоленты, перед обработкой всей партии заготовок.

CNC – это системы со встроенной ЭВМ компьютером или микропроцессором.

DNC – это системы прямого числового управления группой станков от одной ЭВМ.

HNC – это оперативные системы с ручным набором программы на пульте управления.

2. Технологическое назначение:

a) Позиционные системы, обеспечивают высокоточное перемещение в заданную программой позицию за min время. По каждой координатной оси программируется только необходимое перемещение, а траектория этого перемещения может быть произвольной. Большая часть перемещения из одной позиции в другую выполняется с max скоростью, а подвод к нужной позиции с min («ползучей» скоростью). Для повышения точности позиционирования, выход в требуемую позицию всегда выполняется в одном направлении (например: слева на право), это сверление и координатно-расточные станки.

b) Системы с прямоугольным формообразованием позволяют управлять перемещением исполнительного органа, непосредственно в процессе обработки, в ходе формообразования исполнительный орган перемещается по осям поочередно, поэтому траектория его перемещения имеет ступенчатый вид. При грубом позиционировании исполнительного органа, его подвод к заданной позиции может выполняться с разных сторон, при точном – только с одной стороны. Число управляемых координат в таких системах может достигать 5 и одновременно управляемых 4-х – это токарные, фрезерные, расточные станки.

c) Системы с прямолинейным формообразованием и позиционированием, реализует движение инструмента при резании одновременно по двум координатам, в таких системах используется двух координатный интерполятор, который одновременно подает управляющий импульс на два привода подач. Такие системы, в сравнении с прямоугольным, обладают расширенными технологическими возможностями и так же используются в токарных, фрезерных, расточных станках.

d) Системы с криволинейным формообразованием, позволяет управлять обработкой сложных плоских и объемных деталей с участками сложных криволинейных контуров.

Системы b, c, d – это контурные системы. Многоцелевые станки сверлильно-фрезерно-расточного типа, для расширения их технологических возможностей оснащают комбинированными позиционно контурными системами ЧПУ.

3. Число потоков информации:

a) В разомкнутых системах имеется один поток информации отсчитывающего устройства к исполнительному органу. В таких системах обычно используют шаговые двигатели, поскольку их крутящий момент не достаточен для обеспечения движения привода подачи, такие двигатели используют в качестве задающего устройства, сигналы которого требуют усиления. Часто в качестве усилителя используется гидроусилитель момента в виде аксиально-поршневого двигателя, вал которого соединен с ходовым винтом привода подач. В разомкнутых системах нет датчиков обратной связи в них отсутствует информация о действительном положении исполнительного органа.

b) В замкнутых, два потока информации:

· От датчика обратной связи по перемещению

В этих системах рассогласование между заданным и действительным перемещениями исполнительного органа, устраняется благодаря обратной связи.

c) Адаптивные (три потока информации):

· Отсчитывающее устройство исполнительному органу

· От датчика обратной связи по перемещению

· От датчиков, установленных на образце и контролирующих процесс по параметрам: износ инструмента, изменение сил резания, изменение упругих перемещений.

Эти системы позволяют корректировать программу обработки, с учетом реальных условий резания.

Положительные направления перемещения заготовки:

Следует обратить внимание на то, что положительные направления для перемещения инструмента и заготовки соответствует их взаимному удалению друг от друга.

Положительное направление для вращательных направлений заготовки: .

При программировании обработки перемещение каждого рабочего органа обозначается соответствующей буквой.

Вторичные оси для заготовки: — это означает, что инструмент и заготовка могут перемещаться независимо друг от друга. При наличии трех рабочих органов, которые могут перемещаться в одном и том же направлении, вводят третичные оси: .

Способы отсчета координат при настройке станка с ЧПУ, каждый его исполнительный орган устанавливается в некоторое исходное положение, из которого исполнительный орган перемещается при обработке заготовки на строго определенное расстояние, при этом, благодаря таким перемещениям, инструмент получает возможность пройти через нужные опорные точки траектории. В станках с ЧПУ используется два основных способа задания на перемещение: абсолютный и относительный (например: Х + 100).

Абсолютный способ – положение начала координат, зафиксировано и неподвижно, на протяжении всей программы обработки заготовки. При составлении программы, записываются значения координат последовательно расположенных точек, заданные от начала координат. При обработке программой, координаты всякий раз отсчитываются от этого начала, благодаря чему исключается накапливание погрешностей, в процессе обработки программы.

Для удобства программирования и настройки станков с ЧПУ, начало координат часто выбирают в произвольном месте, в пределах разрешенных перемещений исполнительного органа, такое начало координат называют, плавающий нуль. Такой способ назначения начала координат используется в сверлильных и расточных станках, использующие позиционные системы.

При относительном способе задания координат, за нулевое положение, всякий раз применяют положение исполнительного органа, которое он занимает в очередной опорной точке. В этом случае в программу записывают приращение координат, для того чтобы обеспечить последовательные перемещения инструмента от точки к точке, такой способ используется в контурных системах. Точность позиционирования исполнительного органа в данной опорной точке определяется точностью отработки всех предыдущих опорных точек, начиная от исходной, из-за этого в процессе обработки программы накапливается погрешность отработки перемещений.

Число программируемых координат

По числу программируемых движений, станки с ЧПУ бывают:

1. двух координатными: сверлильные и токарные;

2. трех координатными: сверлильные, фрезерные, расточные;

3. четырех координатными: двух суппортные токарные станки, фрезерные станки с дополнительным движением заготовки;

4. пяти координатными: фрезерные;

5. многокоординатными: специализированные станки.

Для станков с позиционным управлением ЧПУ, число управляемых координат является полной характеристикой возможности станка.

Контурные системы ЧПУ характеризуются как общим числом управляемых координат, так и числом одновременно управляемых координат, при линейной и круговой интерполяции. Например: пяти координатная система ЧПУ Н55-1, при линейной интерполяции одновременно управляет пятью координатами, а при круговой – тремя.

Дата добавления: 2015-06-27 ; просмотров: 6515 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник