Классы управления ЧПУ
К УЧПУ сходится все управление автоматическими станочными механизмами. Конструкция УЧПУ подразумевает существование автономного электронного агрегата, состоящего из устройства ввода УП, вычислительной части, электрического канала связи с автомеханизмами станка.
Насколько широки возможности ЧПУ-станка, напрямую зависит от возможностей УЧПУ, а также их характеристик.
Согласно международной классификации, все управление ЧПУ подразделяется, исходя из уровня технических возможностей, на следующие классы:
— NC (Numerical_Сontrol)
— SNC (Stored_Numericаl_Сontrol);
— CNS (Сomputer_Numerical_Сontrol);
— DNC (Direkt_Numerical_Сontrol);
— HNC (Handееd_Numerical_Сontrol);
— VNC (Voise_Numerical_Сontrol).
Реальные устройства ЧПУ синтезируют отдельные признаки устройств, относящихся к разным классам, к примеру, DNC-NC, DNС-SNC, DNС-CNC или CNС — HNС.
Рис. 1. Классификация УЧПУ
Обозначение УЧПУ-моделей
Обозначения для управления ЧПУ формируются из ряда элементов. К ним относятся буквы, обозначающие тип системы:
— П — позиционная;
— Н –непрерывная или контурная;
— У – универсального типа или контурно – позиционная.
Цифра, стоящая перед буквами, указывает модификацию системы:
— первая цифра, следующая за буквой, означает общее количество управляемых согласно программе координат;
— вторая цифра, следующая за буквой, означает число координат, управляемых одновременно;
— третья цифра, следующая за буквой, определяет тип привода: 1-шаговый привод, 2 –следящий привод либо следящерегулируемый.
Пример: управление ЧПУ модели H221 — система является непрерывной (H); имеет две управляющие координаты (2); имеет две одновременно управляющие координаты (2); предназначена для управления приводом, оснащенным ШД (1).
Имеются также и кодовые обозначения управляющих моделей ЧПУ, к примеру, «Размер 4» и пр., где цифра описывает модификацию модели.
Рис. 2. Обозначение УЧПУ
Характеристика УЧПУ (классы NС и SNС)
NС представляет собой УЧПУ, имеющую покадровое чтение перфоленты и закодированную управляющую программу на всем цикле обработки отдельно взятой заготовки. Кадр представляет собой составную часть УП, содержащую не менее чем 1 команду по управлению станком. Станок отрабатывает команду УЧПУ после того, как считаны 1-2 кадра, т.е. в ходе обработки каждой из заготовок необходимо снова считывать каждый кадр УП. Это является основным недостатком, поскольку возможно появление сбоев и возникновение брака ввиду изнашивания перфоленты и ее загрязнения, а также из-за низкой надежности считывающих устройств и т.п.
SNС представляет собой управление ЧПУ, имеющее однократное чтение перфоленты (УП) перед началом обработки партии однотипных заготовок. В сравнении с УЧПУ, относящихся к классу NC, в данном случае увеличен объем памяти, а потому они не имеют недостатков УЧПУ NC-класса. Системы SNС дают возможность осуществлять однократный ввод перфолент, имеющих длину 40-310 м.
УЧПУ, относящиеся к классам NС и SNC, являются аппаратными УЧПУ, имеющими постоянную структуру и заложенную в них схемную реализацию рабочих алгоритмов. Таким образом, для изменения рабочего алгоритма (организации прочих циклов обработки) нужно менять плату УПУ либо перепаивать ее. В структуре данных УЧПУ нет оперативной ЭВМ.
Путь, по которому идет информация УП в УЧПУ, изображен на рисунке 3, где а – это для УЧПУ, имеющее класс NС, б — для класса SNС. Пунктирной линией обозначены контуры, где циркулирует УП-информация в ходе обработки партии деталей. В цифровом обозначении представлены варианты УП — подготовки/редактирования: 1 (на внешней ЭВМ) и 4 (вручную).
Выпуск устройств данных классов выполняется с момента освоения ЧПУ для разных групп станков, они относятся к 1-му, 2-му и 3-му поколениям УЧПУ.
Первые два поколения УЧПУ: Контур_5П_69, Контур_2ПТ_71, Контур_3П предназначены для токарных станков; Контур_2ПТ_71/3, ПРС_3К, Контур_4МИ, Контур_3П_68, Контур_5П — для фрезерных станков; Координата_Р_68(69), Координата_С_70/3, П32_3, П32_3А, П32_1, СП22_1, 2П22_1 служат в станках сверлильно-расточной группы; П_111, П_216, П_111М — для шлифовальных станков; Контур_2П_67 — для станков электроэрозионной группы.
3-е поколение УЧПУ: 1_Н22, Н22_1М, Луч_2Т предназначены для группы токарных станков, Н33_2, 1_Н33, Н33_Н, Курс_332, Н55_1, Н55_2, У33_1, У33_2 — для группы фрезерных станков; 2_П_52, 2_П_62, Размер_2М- для станков сверлильно-расточной группы; У55_2, Размер_4 — для станков многоцелевого назначения.
Рис. 3. Путь управления информацией для УЧПУ
классов NС (а) и SNС (б)
Характеристика УЧПУ (классы СNC и HNС)
СNС представляет собой УЧПУ, оснащенное встроенной мини-ЭВМ (микропроцессором, компьютером,), а НNC – это оперативное УЧПУ, оснащенное ручным набором данных посредством пульта управления.
Программируемые УЧПУ, относящиеся к классам СNC и НNC, содержат в своей основе микро-ЭВМ и имеют определенные признаки:
1) возможность изменения и корректирования в ходе эксплуатации управляющей программы;
2) возможность изменения и корректирования программы работы самой системы в целях максимального учета особенностей рассматриваемого станка;
3) возможность ввода УП в ручном режиме посредством пульта;
4) возможность в диалоговом режиме доработки и отладки управляющей программы;
5) возможность вывода информации на экран;
6) возможность корректировки погрешности станка;
7) возможность диагностики станка, а также управления ЧПУ в целом;
8) возможность формирования УП в режиме обучения;
9) обширная встроенная память.
Путь информации управляющей программы в УЧПУ изображен на рисунке 4: а — для УЧПУ, относящихся к классу СNC; б — для класса НNC. Пунктирной линией обозначены контуры, где циркулирует информация управляющей программы при обработке группы деталей, цифрами обозначены варианты редактирования и подготовки программы управления: 1 – на ЭВМ внешнего типа; 3 — на встроенной в УЧПУ ЭВМ; 4 – ручной способ.
Программируемые УЧПУ, относящиеся к классам CNС и НNC – это 4-е, 5-е и 6-е поколения.
4-е поколение УЧПУ: 1Р_22, Электроника_НЦ_31, 2У_22, 2Р_22 — для станков токарного типа; 2Р_32, 2С_42, 2С_42_61, 2У_32_61 — для станков фрезерного и сверлильно-расточного типа; 2М_32 (Разряд_110), 2М_43, 2М_43_22, 2С_85 — для станков многоцелевого назначения.
5-е и 6-е поколения УЧПУ – это Электроника_НЦ_80_31, 2У_32_61, 2Р_32_М, CNC_Т(Ф) — для станков токарного назначения; ИЦО_П, ИЦО_ПБ, ИЦО_П10_10, Размер_5, 2С_85_61, 2С_85_62, 2С_85_63 — для станков фрезерного типа; 2С_42_65, 3С_150_16 – для станков сверлильно-расточного, шлифовального типа и многоцелевых станков.
Рис. 4. Путь управления информацией при применении УЧПУ классов СNC (а) и НNC (б)
Характеристики УЧПУ (класс DNC)
DNС — системы прямого ЧУ группами станков, в которых применяется одна ЭВМ.
Центральная ЭВМ посредством проводов управляет работой как отдельного станка (минуя устройства ввода программы управления УП), так и участков в целом; автоматизированными складами, роботами в промышленности и т.д. Однако в данном случае не отпадает необходимость в управляющих ЧПУ на отдельных станках для страховки на случай аварии.
Путь информации управляющей программы в УЧПУ, относящихся к классу DNC, изображен на рисунке 5. Пунктирной линией обозначены контуры, где циркулирует информация программы управления в ходе обработки партии деталей, а с помощью цифр введено обозначение вариантов подготовки и редактирования программы управления: 1 – ЭВМ внешнего типа; 2 – на ЭВМ, ведущей управление группой станков; 3 – на встроенной в УЧПУ ЭВМ; 4 – ручной тип. Редактирование программы управления в DNС можно производить от внешней ЭВМ, где ведется автоматизированная УП-подготовка; на ЭВМ, с помощью которой ведется управление группой станков; на встроенной в управление ЧПУ определенного станка ЭВМ. Управляющие программы для оборудования участка после подготовки и редактирования хранятся в памяти ЭВМ, которая управляет группой станков; отсюда происходит их передача на станки посредством каналов связи.
Рис. 5. Путь управляющей информации при применении УЧПУ
класса DNС