Особенности систем управления станками.

 

Системы управления (СУ) станками разделяют на централизованные, децентрализованные и смешанные.

Центр. СУ – управление всем технологическим цилом станка-автомата, АЛ, РТК производится с центрального командного пункта ТО, наибольшее применение.

Достоинство:

- простая схема управления;

- надежность;

- удобство обслуживания и наладки.

Децентр.СУ – осуществляют управление с помощью датчиков (путевых переключателей, концевых выключателей), срабатывающих при движении исполнительных механизмов ТО. Движение испол.органа возможно только после остановки предыдущего по команде мех-ма.

Преимущество:

- отсутствие сложной блокировки, т.к.команды подаются после окончания предыдущей.

Смешан. СУ - комбинация первых двух.

 

В конструктивном отношении СУ ТО состоит из двух частей: управляющее устройство и управляемые узлы. Управляющее устройство воздействует на управляемый рабочий орган станка в соответствии с программой управления.

 

При традиционных методах автоматизации – весь обьем информации, необходимый для изготовления детали, содержится в кулачках, копирах, шаблонах, упорах. С них эта информация передается ТО как программа обработки. Такой способ:

- усложняет подготовку и задание программы;

- не обеспечивает высокой гибкости и переналаживаемости;

В СУ станков широко распространены т.н. аналоговые системы, использующие аналоги,соответствующие перемещениям исполнительных устройств станков (копиры, кулачки, упоры).

Пример:

В токарном станке упоры, расположенные по ходу движения, служат аналогом перемещений продольного и поперечного суппортов. Это замкнутая система, т.к.имеют место два направления потока информации- положение конечного выключателя (программа) и второй- фактическое положение исполнительного мехенизма.

Пример:

В незамкнутой СУ в формообразовании используется кулачек с профилем, соответствующим запрограммированной обработке. Аналог- профиль кулачка. Система прямого действия.

В СУ непрямого действия используются усилители (гидро). Такая система имеет обратную связь. Система отслеживает положения поршня золотника.

Таким образом в аналоговых системах программа обработки фактически материализуется в программоносителе.

 

Появление систем ЧПУ вызвано необходимостью ввода и смены управляющей информации непосредственно на рабочем месте. В ЧПУ программа представляет собой кодированную информацию знакового вида.

 

Различают позиционные, контурные и комбинированные СУ. В позиционных системах задаются только начальное и конечное положение управляемого органа (траектория и скорости не задаются), к которым предъявляются требования по точности. Эти системы управляют только установочными движениями (сверлильные станки, шиберы, толкатели в транспортных системах). Контурные системы непрерывно управляют иногда несколькими движениями. При этом появляется возможность обработки криволинейной поверхности. Требования по точности предъявляются к траектории движения рабочего органа и к его положению в текущий момент времени.

В автоматических СУ используются три фундаментальных принципа: разомкнутого управления, обратной связи и компенсации.

На рис.18.1. показана схема разомкнутой СУ.

 

ЗП – задатчик программ, БУУ – блок устройства управления, ИУ – исполнительное устройство. Необходимо чтобы выходная информация H(t) была максимально близка к заданной G(t). Функция F(t) соответствует воздействию факторов: неточность узлов, внешние возмущения и.т.п. Если цель максимального соответствия не достигается, то применяют принцип с обратной связью (рис.18.2.)

БСИ – блок сравнения информации, БУУ – блок управления устройством, ИУ – исполнительное устройство, Д – датчик. Датчик оценивает действие ИУ, преобразует информацию и передает в БСИ. Далее БУУ принимает решение о продолжении действия ИУ, изменении его характеристик и т.д.

Принцип компенсации (комбинированное управление) позволяет уменьшить или исключить влияние вредных факторов (деформации от сил резания, температуры и т.п.

 

Д

 

Для информационных потоков в СУ:

 

E(t) = G(t) – H(t) (18.1)

 

Регулируемый выходной параметр:

 

H(t) = E(t)*k (18.2)

 

k – произведение коэффициентов усиления звеньев прямой цепи СУ.

В СУ ТО обычно применяют обратную связь с коэффициентом передачи 1.

Тогда:

H(t) = k[G(t) – H(t)] (18.3)

 

При наличие внешних возмущающих воздействий:

 

H₁(t) = k[G(t) – H₁(t)] – f₁(t)

H₂(t) = k[G(t) – H₂(t)] – f₂(t)

 

И после некоторых преобразований:

 

(18.4)

 

- отклонение регулируемого параметра от заданного прямо порционально

возмущающему внешнему воздействию (сила трения, сила резания и др.) и обратно пропорционально произведению коэффициентов усиления звеньев прямой цепи и цепи обратной связи.