Всего на сайте:
282 тыс. 988 статей

Главная | Машиностроение

Назначение и разновидности зубообрабатывающих станков.  Просмотрен 3732

По классификатору станков зубообрабатывающие станки относятся к пятой группе.

Станки различают:

1) по виду обработки и инструменту: зубодолбежные, зубо-фрезерные, зубострогальные, зубопротяжные, зубошевинговальные, зубошлифовальные;

2) по назначению: для нарезания цилиндрических колес с прямым и винтовым зубом, для конических колес с прямыми и криволинейными зубьями; для шевронных, червячных колес, зубчатых реек и т. д.;

3) по точности и степени шероховатости нарезаемых зубьев: для предварительного нарезания зубьев, для чистовой обработки зубьев, для доводки рабочих поверхностей зубьев.

Пятая группа станков включает все многообразие зубообрабатывающнх станков, а также специальные резьбообрабатывающие станки. Для обработки зубьев колес используются фрезерование, строгание, долбление, протягивание, точение, шлифование и другие технологические методы, что обычно отражается в названии станка.

В основу классификации зубообрабатывающнх станков положены вид зубчатого колеса, технологический метод резания, назначение обработки (образование зубьев, их отделка) и ряд других признаков. Приведем основные типы станков для обработки зубьев в соответствии с классификацией ЭНИМС.

1. Зубодолбежные станки для обработки по методу обкатки зуборезным долбяком цилиндрических колес, а также зубчатых секторов внутреннего и внешнего зацепления с прямым, косым или винтовым зубом. Они отнесены к первому типу. Это мод. 5107, 5В150, 511.1 и другие полуавтоматические станки. В парке зуборезных станков они составляют более 20%

2. Ко второму типу относятся зуборезные станки для обработки конических колес. По методу обкатки зуборезной головкой обрабатываются круговые зубья на станках мод. 525, 5Б231 и др. Прямозубые колеса получают на зубострогальных станках мод. 5А250, 5282, 5А283 и др.

По методу кругового протягивания каждой впадины работает зубопротяжный станок мод. 5245 для обработки конических прямозубых колес в условиях массового производства. Зубофрезерные станки мод. 5П23, 5230 и др. применяют для обработки двумя дисковыми фрезами конических прямозубых колес по методу обкатки. За один цикл обрабатываются обе стороны профиля зуба модулем до 8 мм.

3. Зубофрезерные станки для обработки по методу обкатки червячной фрезой цилиндрических прямозубых и косозубых колес, червячных колес в условиях единичного, серийного и массового производства. Они относятся к третьему типу и составляют около 50% зуборезного оборудования. К ним относятся мод. 530П, 5К32, 5А342, 5300 и др. На некоторых моделях можно работать и пальцевыми модульными фрезами по методу копирования, обрабатывая шевронные зубья. Согласно специфике процесса нарезания эти станки относятся к полуавтоматическим. На станках этого типа нарезаются шлицы на валах, так же как на обычных зуборезных и специальных шлицефрезерных станках (мод. 5350, 5350Б и др.).

4. Зубофрезерные станки для обработки червячных колес работают только по методу обкатки. Как и станки для обработки реек, их относят к четвертому типу (хотя станки для обработки реек могут работать как фрезой по методу копирования, так и зуборезным долбяком). Примером станков этого типа являются мод. 5412, 5414 и др.

5. Станки для обработки торцов зубьев относятся к пятому типу и позволяют обрабатывать фаски, снимать заусенцы или закруглять торцы зубьев. К этим станкам относятся мод. 5525, 5Н580, 5А580 и др.

6. Шестой тип станков пятой группы включает рсзьбообрабатывающе станки, например мод. 5К63 и др.

7. Зубоотделочные станки относятся к седьмому типу зубообрабатывающих станков. Это зубошевинговальные станки (мод. 5702, 5717 и др.), зубопритирочные (мод. 5П725) и др. Сюда же относятся контрольно-обкатные станки мод. 5А725, 5А726, 5Б725 и др.

для контроля пятна контакта, бокового зазора и уровня шума.

8. Зубо- и резьбошлифовальные станки относятся к восьмому типу. К нему также относятся станки для шлифования цилиндрических колес мод. 5В830, 5891, 5831 и др.

9. К девятому типу относятся разные зубо- и резьбообрабатывающие станки, например зубохонинговальные (мод. 5913) и т. и.

 

8. Назначение и область применения станков с программным управлением.

Программа управления станком - это последовательность команд, обеспечивающая заданное функционирование рабочих органов станка. При ручном управлении станком необходимую последовательность команд задает рабочий, который, предварительно изучив чертеж и техническую документацию, составляет программу работ, обрабатывает деталь, измеряет ее, производит сравнение с чертежом и при наличии рассогласования устраняет неточности.

При автоматическом управлении станком необходимая последовательность команд задается программоносителем. Программоноситель может быть изготовлен в виде материального аналога обрабатываемой детали (кулачков, копиров, упоров и т. д.).

Наибольшей гибкостью и быстротой переналадки обладают станки с программным управлением (ПУ). Это станки, управляемые системами, задающими программу работ в алфавитно-цифровом коде. Программа может быть записана на программоносителях в виде перфоленты, перфокарты, гибких магнитных дисков, магнитной ленты. Программу можно вводить и вручную с помощью клавишных панелей. Такие программоносители позволяют автоматизировать процесс подготовки программ и снизить трудоемкость изготовления программоносителей.

Программоноситель может содержать как геометрическую, так и технологическую информацию. Технологическая информация обеспечивает определенный цикл работы станка; последовательность ввода в работу различных инструментов, изменение режимов резания, включение или отключение подачи смазочно-охлаждающей жидкости, зажим или разжим исполнительных органов станка и т. д. Геометрическая информация характеризует форму, размеры элементов обрабатываемой заготовки и инструмента и их взаимное положение в пространстве.

По виду управления станки с ПУ делят на станки с системами циклового программного управления (ЦПУ) и станки с системами числового программного управления (ЧПУ). Системы ЦПУ более просты, так как в них программируется только цикл работы станка, а величины рабочих перемещений, т. е. геометрическая информация, задаются упрощенно, например, с помощью упоров. В станках с ЧПУ управление осуществляется от программоносителя, на который в числовом виде занесена и геометрическая, и технологическая информация.

В отдельную группу выделены станки с цифровой индикацией и преднабором координат. В этих станках имеется электронное устройство, которому задаются координаты нужных точек (преднабор координат), и крестовый стол, снабженный датчиками положения, выводится в требуемую позицию. При этом на экране высвечивается каждое мгновенное положение стола (цифровая индикация). В таких станках (чаще всего расточных) может применяться или преднабор координат или цифровая индикация; исходная программа работы задается станочником.

Токарные станки с ЧПУ

Токарные станки с ЧПУ предназначены для наружной и внутренней обработки сложных заготовок деталей типа тел вращения. На токарных станках с ЧПУ выполняют традиционный комплекс технологических операций: точение, отрезку, сверление, нарезание резьбы и др.

 

В мелкосерийном и среднесерийном производстве с частой сменой изготавливаемых изделий наибольшее распространение получили автоматизированные станки с ЧПУ. Станок с ЧПУ позволяет осуществлять взаимное перемещение детали и инструмента по командам без применения материального аналога обрабатываемой детали (кулачков, шаблонов, копиров).

Основные преимущества станков с ЧПУ следующие: простота модификации технологического процесса путем внесения корректирующих программ в запоминающее устройство микро ЭВМ; высокие режимы обработки с использованием максимальных возможностей станка; исключение предварительных ручных разметочных и прогоночных работ; повышение производительности труда за счет сокращения вспомогательного и машинного времени обработки; повышение точности и идентичности деталей; сокращение числа переустановок деталей при обработке и сроков подготовки производства.

В основе классификации токарных станков с ЧПУ лежат следующие признаки:

- расположение оси шпинделя (горизонтальные и вертикальные станки);

- число используемых в работе инструментов (одно- и многоинструментальные станки);

- способы их закрепления (на суппорте, в револьверной головке, в магазине инструментов);

- вид выполняемых работ (центровые, патронные, патронно-центровые, карусельные, прутковые станки);

- степень автоматизации (полуавтоматы и автоматы).

Фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ предназначены для обработки плоских и пространственных поверхностей заготовок сложной формы. Конструкции фрезерных станков с ЧПУ аналогичны конструкциям традиционных фрезерных станков, отличие от последних заключается в автоматизации перемещений по УП при формообразовании.

В основе классификации фрезерных станков с ЧПУ лежат следующие признаки:

- расположение шпинделя (горизонтальное вертикальное);

- число координатных перемещений стола или фрезерной бабки;

- число используемых инструментов (одноинструментные и многоинструментные);

- способ установки инструментов в шпиндель станка (вручную или автоматически).

По компоновке фрезерные станки с ЧПУ делят на четыре группы:

- вертикально-фрезерные с крестовым столом (652ОФ3, МА655Ф3 и др.);

- консольно-фрезерные (6Р13Ф3, 6Р13РФ3 и др.);

- продольно-фрезерные (6М610Ф3-1 и др.);

- широкоуниверсальные инструментальные.

Фрезерные станки в основном оснащают прямоугольными и контурными устройствами ЧПУ. При прямоугольном управлении (условное обозначение в модели станка - Ф2) стол станка совершает движение в направлении, параллельном одной из координатных осей, что делает невозможной обработку сложных поверхностей. Станки с прямоугольным управлением применяют для фрезерования плоскостей, скосов, уступов, пазов, разновысоких бобышек и других аналогичных поверхностей. При контурном управлении (условное обозначение в модели станка - Ф3 и Ф4) траектория перемещения стола более сложная. Станки с контурным управлением используют для фрезерования различных кулачков, штампов, пресс-форм и других аналогичных поверхностей. Число управляемых координат, как правило, равно трем, а в некоторых случаях - четырем и пяти. При контурном управлении движение формообразования производится не менее чем по двум координатным осям одновременно.

Сверлильные станки с ЧПУ

Назначение, классификация и конструктивные особенности сверлильных станков с ЧПУ. Сверлильные станки с ЧПУ предназначены для обработки отверстий сверлами, зенкерами, развертками и другим инструментом, во фланцах, плоскостных и корпусных деталях. На этих станках возможна комплексная сверлильно-фрезерная обработка деталей различной конфигурации и степени точности. Сверлильные станки автоматизированы с помощью дополнительных координатных столов, позволяющих автоматически по двум координатам выставлять деталь относительно инструмента. Вся остальная технология обработки осуществлялась в полуавтоматическом режиме настройкой глубины отработки на штекерной панели или установкой кулачков на размер, а также сменой режимов обработки инструмента.

Радиально-сверлильные станки с ЧПУ имеют подвижную по оси X колонну, подвижный по оси Y рукав со шпиндельной бабкой, в которой смонтирован сверлильный шпиндель, перемещающийся по оси Z. Помимо этого рукав при наладке может перемещаться в вертикальном направлении.

Шлифовальные станки с ЧПУ

Шлифовальные станки с ЧПУ, с точки зрения обработки металла, выполняют те же виды работ, что и шлифовальный станок с ручным управлением. В станках с ЧПУ применяют тот же режущий инструмент, те же скорости резания, СОЖ и т.д. Повышение производительности и расширение технологических возможностей станков с ЧПУ обеспечиваются не за счет процессов, связанных со съемом металла, а лишь за счет управления и сокращения вспомогательного времени обработки. Для шлифовальных станков используют системы типа CNC с управлением по трем-четырем координатам, но в станках, работающих несколькими кругами, возможно управление по пяти-шести и даже по восьми координатам. Взаимосвязь между оператором и системой ЧПУ (CNC) шлифовального станка в большинстве случаев осуществляется в диалоговом режиме с помощью дисплея.

В системе управления применяются встроенные диагностические системы, повышающие надежность станков.

Многоцелевые станки с ЧПУ

Благодаря оснащению многоцелевых станков устройствами ЧПУ и автоматической смены инструмента существенно сокращается вспомогательное время при обработке и повышается мобильность переналадки. Сокращение вспомогательного времени достигается благодаря автоматическим установке инструмента (заготовки) по координатам, выполнению всех элементов цикла, смене инструментов, кантованию и смене заготовки, изменению режимов резания, выполнению контрольных операций, а также большим скоростям вспомогательных перемещений.

По назначению многоцелевые станки делятся на две группы: для обработки заготовок корпусных и плоских деталей и для обработки заготовок деталей типа тел вращения. В первом случае для обработки используют многоцелевые станки сверлильно-фрезерно-расточной группы, а во втором-токарной и шлифовальной групп.

Многоцелевые станки имеют следующие характерные особенности: наличие инструментального магазина, обеспечивающего оснащенность большим числом режущих инструментов для высокой концентрации операций (черновых, получистовых и чистовых), в том числе точения, растачивания, фрезерования, сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьб, контроля качества обработки и др.; высокая точность выполнения чистовых операций (6...7-й квалитеты).

Для систем управления многоцелевых станков характерны сигнализация, цифровая индикация положения узлов станка, различные формы адаптивного управления. Многоцелевые станки - это в основном одношпиндельные станки с револьверными и шпиндельными головками.

9. Промышленные роботы к станкам.

Промышленные роботы являются представителями машин-манипуляторов, которые предназначены для выполнения двигательных функций, аналогичных функциям руки человека. Манипуляторы с ручным управлением (биотехнические) управляются оператором дистанционно или непосредственно путем перемещения рабочего органа.

К автоматическим манипуляторам относятся автооператоры, промышленные роботы и интерактивные роботы.

Автооператор - это неперепрограммируемый автоматический манипулятор.

Промышленный робот (ПР) - автоматическая машина, представляющая собой совокупность манипулятора и перепрограммируемого устройства управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций, заменяющих аналогичные функции человека при перемещении предметов производства и (или) технологической оснастки. Перепрограммируемость - это свойство робота заменять управляющую программу автоматически или оператором.

Существуют роботы, которые попеременно управляются то оператором, то автоматически. В них имеется устройство памяти для автоматического выполнения отдельных действий. Применение промышленных роботов в значительной степени решает вопрос развития комплексной автоматизации производства с возможностью его быстрой переналадки на выпуск нового вида продукции. ПР освобождает рабочего от неквалифицированного монотонного и вредного для здоровья труда, улучшает условия безопасности рабочих и высвобождает их для выполнения новых народнохозяйственных задач.

Структурная схема промышленного робота представлена на рис. 70. Исполнительное устройство ПР выполняет все его двигательные функции. В исполнительное устройство входит манипулятор и в общем случае устройство передвижения промышленного робота. Манипулятор состоит из несущих конструкций, приводов, исполнительных и передаточных механизмов. Каждая степень подвижности манипулятора имеет свой двигатель (пневматический, электрический, гидравлический). В ПР часто используют волновые и планетарные редукторы, что позволяет уменьшить объем и массу сборочной единицы при высоком коэффициенте передачи. В промышленный робот малой грузоподъемности используют традиционные зубчатые редукторы, а в тяжелых ПР - зубчатые редукторы в сочетании с винтовой парой.

Исполнительный механизм промышленного робота (механическая рука) осуществляет ориентирующие и транспортирующие движения. Чаще всего он имеет шарнирное исполнение. Рабочим органом ПР является захватное устройство (сварочные клещи, окрасочный пистолет, сварочный инструмент и т. д.). Захватное устройство захватывает и удерживает объекты, перемещаемые манипулятором. Современные промышленные роботы комплектуют набором типовых захватных устройств.

Устройство управления ПР служит для формирования и выдачи управляющих воздействий исполнительному устройству в соответствии с управляющей программой. В устройство управления, как правило, входят: пульт управления; запоминающее устройство, в котором хранятся программы и другая информация; вычислительное устройство и блок управления приводами манипулятора и устройства передвижения. Устройство управления используют обычно и для технологического оборудования, работающего совместно с данным промышленного робота, или совместно работающих с ним других роботов.

Рис. 70. Структурная схема промышленного робота

 

Информационная система обеспечивает сбор и передачу в устройство управления данных о состоянии окружающей среды и функционировании механизмов ПР. В эту систему входит комплект датчиков обратной связи различного назначения, устройство обратной связи, устройство сравнения сигналов.

Классификация промышленных роботов:

1. По специализации: универсальные, специальные, специализированные;

2. По назначению: основные производственные (технологические), вспомогательные (подъемно-транспортные), смешанные;

3. По грузоподъемности: сверхлегкие (до 1 кг), легкие (1-10 кг), средние (10-200кг), тяжелые (200-10000 кг), сверхтяжелые (свыше 10000 кг).

4. По числу степеней: с 2 степенями; с 3 степенями; с 4 и более степенями;

5. По возможности передвижения: стационарны и подвижные;

6. По способу установки на рабочем месте: напольные, подвесные, встроенные.

7. По системе координат: декартовая, цилиндрическая, сферическая, угловая;

8. По виду привода: электромеханический, гидравлический, пневматический, комбинированный;

9. По виду управления: цикловое, позиционное, контурное, адаптивное;

10. По способу программирования: обучением, аналитически;

11. По форме задания информации: цифровая, аналоговая.

10. Понятие о многоцелевых станках.

Многоцелевым станком называется станок с ЧПУ, обеспечивающий комплексную обработку сложных деталей с разных сторон без их перебазирования и, как правило, имеющий автоматическую смену инструмента. Эти станки выпускают для обработки корпусных заготовок и типа тел вращения. Рассмотрим многоцелевые станки для обработки корпусных заготовок. На них можно сверлить, зенкеровать, развертывать, растачивать, нарезать резьбу, фрезеровать плоские поверхности и контуры.

Вспомогательное время уменьшается благодаря автоматической смене инструмента, высокой скорости позиционирования рабочих органов станка на вспомогательных ходах (до 15 м/мин), сокращению времени пуска-останова и реверсирования при применении высокомоментных малоинерционных двигателей постоянного тока, наладке инструмента на размер вне станка, исключению контрольных операций и т. д.

В современных станках время переналадки еще более уменьшается вследствие применения сменных инструментальных магазинов с заранее налаженным на размер режущим инструментом.

Для сокращения времени загрузки заготовок и съема готовых деталей используются устройства для автоматической смены приспособлений - спутников, маятниковые столы, несколько поворотных столов, работающих поочередно, и др.

Различают станки вертикальной и горизонтальной компоновки.

Вертикальные многоцелевые станки предназначены для обработки крупных заготовок или заготовок, обрабатываемых с одной стороны. При использовании многопозиционных и поворотных приспособлений можно вести обработку заготовок с нескольких сторон. Этому способствуют и автоматически сменяемые головки с различным расположением шпинделей. Станки выполняют по типу вертикальных консольно и бесконсольно-фрезерных и продольно-фрезерных станков; одностоечных и двухстоечных координатно-расточных станков. В этой группе чаще всего используют крестовый стол, а вертикально перемещается шпиндельная бабка. Вертикальную компоновку имеют станки 243ВМФ2, 6560МФ3, 2254ВМФ4 и др.

Горизонтальные многоцелевые станки предназначены для обработки заготовок с двух-четырех, а иногда и пяти сторон, в последнем случае шпиндельные головки имеют поворот вокруг вертикальной и горизонтальной оси. Станки изготовляют по типу горизонтальных консольно-фрезерных и горизонтально-расточных. Наиболее распространены станки, имеющие крестовый поворотный стол и вертикально перемещающуюся шпиндельную бабку. Применяют компоновки с неподвижной стойкой и крестовым столом, перемещающимся в двух взаимно перпендикулярных направлениях; с продольно-подвижной стойкой и столом, имеющим поперечное перемещение; с поперечно-подвижной стойкой и продольно-подвижным столом и др. Горизонтальную компоновку имеют станки 6305Ф4, 6904ВФ4, ИР500МФ4 и др.

Токарно-сверлильные, токарно-сверлильно-фрезерные многоцелевые станки близки по компоновке к токарным станкам и имеют главное движение - вращение заготовки. Широко применяют при проектировании многоцелевых станков принцип агрегатирования.

Точностные характеристики станков обеспечивают предварительную и финишную обработку. Станки выпускают классов точности П и В.

Системы ЧПУ многоцелевых станков, работающие с многоцелевыми станками, имеют ряд особенностей: большой объем программы, большое число управляемых по программе координат (до 7-8), обеспечение высокой точности перемещений рабочих органов (у большинства многоцелевых станков точность позиционирования в пределах 0,005-0,01 мм), широкий диапазон регулирования скоростей приводов главного движения и подач, возможность работы станка в различных режимах, высокие требования к надежности. Системы должны работать как в автономном режиме, так и от ЭВМ верхнего уровня.

Системы обеспечивают направление и величину рабочих перемещений, выдают команды на выполнение вспомогательных функций: автоматический поиск инструмента и его смену после обработки, установку шпинделя в определенное положение при смене инструмента, изменение режимов обработки, включение и отключение системы СОЖ в зону обработки, реверс шпинделя при выполнении резьбонарезных операций, фиксацию механизмов после их позиционирования, осуществление автоматических циклов обработки; включение, выключение и индексирование поворотных столов и т. д. Станки работают совместно с позиционными, контурными и чаще всего универсальными системами ЧПУ, как правило, замкнутыми с датчиками обратной связи. Наиболее совершенны для многоцелевых станков системы типа CNC, построенные по принципу ЭВМ, которые наиболее полно отражают перечисленные выше требования.

11. Станки электрофизической и электрохимической обработки.

Станки для электрофизических и электрохимических методов обработки широко используют для обработки заготовок из труднообрабатываемых материалов: твердых сплавов, высоколегированных сталей, германия, кремния и т. д. На них изготовляют пресс-формы, штампы, фильеры, а также детали, имеющие щели, отверстия и т. д., которые довольно трудно или вообще невозможно обработать механическим путем.

В рассматриваемую группу входят электроэрозионные и электрохимические станки, станки для ультразвуковой обработки, лазерные установки.

Работа электроэрозионных станков основана на разрушении материала обрабатываемой заготовки под воздействием электрических разрядов. К этой группе относятся станки для электроискровой, электроимпульсной, анодно-механической и электроконтактной обработки.

Электроискровые станки применяют для выполнения узких щелей, небольших отверстий и т. д. Обрабатываемая заготовка погружена в жидкую среду (керосин, индустриальные масла и т. д.), не проводящую электрический ток. Инструмент перемещается возвратно-поступательно. Электрический ток от специального генератора подводится к заготовке-аноду и инструменту- катоду. В электрическую цепь подключен конденсатор, придающий разрядам импульсную форму, и сопротивление. Нужный искровой зазор между заготовкой и инструментом поддерживается автоматическим регулятором. Возникающий дуговой разряд создает температуру 4000-5000 °С. При этом расплавляется металл на поверхности заготовки, который выбрасывается в межэлектродное пространство. Форма разрушения заготовки зависит от формы торцовой части инструмента.

Станки для электроимпульсной обработки значительно более производительны и служат для обработки крупных заготовок типа пресс-форм, штампов. Импульсные разряды создаются специальными генераторами импульсов. Инструмент-анод, заготовка-катод. Обработка ведется в жидкой среде. Инструмент-электрод изготовляют из меди, алюминия и его сплавов, графита. Выпускают ряд станков для профильной вырезки проволочным электродом, в котором электродная проволока перематывается при определенном натяжении с подающей катушки на приемную, прорезая в результате электроэрозии обрабатываемую заготовку.

Станки для анодно-механической обработки применяют для безабразивной заточки твердосплавных инструментов, шлифования, хонингования, разрезки заготовок из труднообрабатываемых материалов. В пространстве между заготовкой и вращающимся инструментом по трубке подается электролит - водный раствор жидкого стекла, который под действием тока растворяет металл, образуя на его поверхности тонкую оксидную пленку. В месте, подлежащем обработке, пленка удаляется перемещающимся в сторону заготовки инструментом, но на этом участке вновь образуется пленка, которая опять же снимается инструментом и т. д. В качестве инструмента применяют заточные диски, токопроводящие круги, бруски и притиры.

Станки для электроконтактной обработки служат для снятия больших припусков на заготовках, для обдирки слитков и т. д. Обработка ведется вращающимся диском в воздушной среде; между инструментом и заготовкой возникает дуга переменного тока большой силы. Размягченный от нагрева металл удаляется инструментом.

Метод дает самую высокую скорость съема металла в сравнении с рассмотренными выше методами.

Ультразвуковые станкиприменяют для обработки заготовок из хрупких и твердых материалов, не проводящих ток: кремния, твердых сплавов, рубинов, алмазов и т. д. Ультразвуковые колебания, частота которых более 20 кГц, можно получить при применении магнитострикционного устройства. Оно состоит из набора пластин (никелевых, кобальтовых и др.), обладающих способностью изменять свои линейные размеры в переменном магнитном поле. При этом длина пластин меняется в такт с частотой изменения поля, вследствие чего в окружающей среде возникают упругие колебания.

Магнитострикционный преобразователь создает продольные колебания, которые через акустический концентратор, увеличивающий их амплитуду, передаются инструменту. Между инструментом и заготовкой насосом вводится абразивный порошок, находящийся в жидкости во взвешенном состоянии. Под действием вибрирующего инструмента абразивные зерна с большой силой ударяются о заготовку и выбивают из нее частицы материала по форме, соответствующей инструменту. Проточная вода охлаждает магнитостриктор. Материал инструмента должен быть мягче материала обрабатываемой заготовки.

Лучевая обработка основана на съеме металла при воздействии на него концентрированными лучами (световыми или электронными). В месте касания луча с обрабатываемой поверхностью благодаря высоким температурам материал испаряется.

Лучевой метод применяют для обработки отверстий в алмазах, рубинах, керамике, твердых сплавах и т. д. Лазерная установка позволяет получать в пресс-формах отверстия диаметром 0,05-0,5 мм с допуском на межцентровые расстояния ±0,003 мм. Установка состоит из активного элемента, лампы, цилиндрического осветителя и зеркал. Излучение, пройдя систему поворотных зеркал с диэлектрическим покрытием, попадает в телескопическую систему. В результате взаимодействия луча лазера с заготовкой металл в зоне воздействия испаряется и образуется отверстие. Излучение можно перекрыть заслонкой. Объективы, зеркала, масштабная сетка, окуляр и блок светофильтров позволяют следить за процессом обработки. Световое пятно регулируется набором линз.

 

РАЗДЕЛ 6. 1.Автоматизированные системы управления технологическими процессами.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) – комплекс программных и технических средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на предприятиях.

Классификация АСУ ТП:

1. SCADA – система диспетчерского управления - контроль и мониторинг объектов с участием диспетчера.

2. PLC – программируемый логический контроллер (или сокращенно ПЛК) – аппаратный модуль для реализации алгоритмов автоматизированного управления.

3. DCS – распределенная система управления (РСУ).

Что такое система PLC? Из самого названия данного класса становится ясно, что основным компонентом системы является программируемый логический контроллер. Системы класса PLC чрезвычайно хороши для управления последовательностью технологических операций в процессе изготовления изделия (не продукта, а именно изделия – далее будет пояснена разница). Они не требуют непрерывного контроля со стороны диспетчера (в отличие от SCADA и DCS), достаточно периодической проверки статуса. Большую часть времени система PLC работает без надзора со стороны человека, т.е. автоматическом (автономном) режиме. Здесь по сути PLC приближается к САУ.

Следующие аспекты характерны для системы класса PLC:

- Высокоскоростное управление дискретными операциями;

- Отказоустойчивость системы управления не критична: в случае останова технологический процесс возобновляется в короткие сроки и с минимальными потерями;

- Практическое отсутствие операторского уровня – высокая степень автоматизации;

- Быстрая реакция на дискретные события;

- Жесткая временная синхронизация работы нескольких узлов.

Что такое DCS? РСУ (DCS) – наиболее комплексный и самый интересный класс АСУ ТП. РСУ, как правило, применяются для управления непрерывными технологическими процессами (хотя, строго говоря, сфера применения РСУ только этим не ограничена). К непрерывным процессам можно отнести те, которые должны проходить днями и ночами, месяцами и даже годами, при этом останов процесса, даже кротковременный, недопустим. Под непрерывными процессами подразумеваются те, останов которых может привести к порче изготавливаемой продукции, поломке технологического оборудования и даже несчастным случаям, а также те, возобновление которых после останова связано с большими издержками. Это сильно отличается от конвейера (применение систем PLC), который можно остановить и запустить заново достаточно быстро, при этом без каких-либо глобальных затрат.

Из вышесказанного вытекает главное требование к РСУ – отказоустойчивость. Для РСУ отказ, а соответственно и останов технологического процесса, недопустим. Высокая отказоустойчивость достигается путем резервирования (как правило, дублирования) аппаратных и программных компонентов системы, использования компонентов повышенной надежности, внедрения развитых средств диагностики, а также за счет технического обслуживания и непрерывного контроля со стороны человека.

РСУ черезвычайно функциональны и масштабируемы: на их базе автоматизируются технологические установки, производственны цехи, а иногда и целые заводы.

1. Масштабируемость. РСУ должна одинаково хорошо подходить для автоматизации как одной установки, так и для всего завода. При этом система должна легко расширяться для того, чтобы охватить новые производственные участки (цеха).

2. Простота разработки и конфигурирования. Конфигурирование таких масштабных систем, как РСУ, - это тяжелый и долгий труд. Система должна предлагать инженерам целый набор предподготовленных программных компонентов и средств разработки. К ним относятся: пакеты визуального программирования, графические библиотеки, функциональные блоки, преднастроенные сетевые протоколы и интерфейсы.

 

2. Основы разработки управляющих программ для станков с ЧПУ.

Числовое программное управление (ЧПУ) станка — это управление обработкой заготовки на станке по специальной программе, в которой данные об обработке заданы в цифровом коде.

Система числового программного управления (СЧПУ) — это совокупность функционально взаимосвязанных технических и программных методов и средств, обеспечивающих числовое программное управление станком.

По числу потоков информации СЧПУ делятся на разомкнутые и замкнутые. В системах с разомкнутым контуром используется один поток информации, где отсутствует контроль за выполнением заданной программы и обратная связь. Системы с замкнутым контуром работают на основе совместного использования задающей информации и информации обратной связи, содержащей данные о действительном положение рабочих органов станка, скорости перемещения и т.д.

Устройство числового программного управления (УЧПУ) станками - это часть системы ЧПУ, выполненная как единое целое с ней и выдающая управляющие воздействия на исполнительные органы станка в соответствии с управляющей программой и информацией о состоянии управляемого объекта.

Различают позиционные и контурные УЧПУ. При позиционном управлении рабочие органы станка перемещаются в заданные точки, причем траектория перемещения не задается (сверлильные, расточные, координатно-расточные станки с ЧПУ). При контурном управлении рабочие органы станка перемещаются с заданной скоростью по заданной траектории (токарные, фрезерные, шлифовальные, многоцелевые станки с ЧПУ).

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

Предыдущая статья:Протяжные станки. Виды работ, выполняемые на протяжных станках. Следующая статья:Основные направления и средства автоматизации механической обработки.
page speed (0.0373 sec, direct)