Основные термины и понятия в ЧПУ

Металлообрабатывающим оборудованием с программным управлением называют любые виды станков для обработки металлов резанием, например токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные, расточные, многоцелевые, электроэрозионные и т.п., а также другие виды оборудования для обработки металлов (листогибочные машины, дыропробивные прессы и др.), осуществляющие по заданной программе автоматическую обработку заготовок.

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

Числовое программное управление станков — управление обработкой заготовки на станке по УП, в которой данные об обработке заданы в цифровом коде.

Программоноситель — носитель геометрических и технологических данных, на котором записана УП. в качестве носителя данных применяются бумажная или пластиковая перфолента, магнитная лента, магнитные диски, запоминающие устройства разных видов и типов.

Геометрическая информация — информация, описывающая форму, размеры элементов детали и инструмента, их взаимное расположение на столе станка.

Технологическая информация — информация, описывающая технологические характеристики детали и условия ее обработки.

Кадр УП — составляющая часть программы, вводимая и отрабатываемая как единое целое и содержащая не менее одной команды.

Покадровая работа — функционирование устройства чпу, при котором отработка каждого кадра УП происходит после воздействия оператора.

Работа устройства ЧПУ с ручным вводом данных — функционирование устройства ЧПУ, при котором набор данных, ограниченный форматом кадра, выполняется вручную оператором на пульте станка.

Зеркальная обработка — функционирование устройства ЧПУ, при котором рабочие органы перемешаются по траектории, представляющей собой зеркальное отображение траектории, записанной в УП.

Ввод УП — ввод данных в память устройства ЧПУ с программного носителя от эвм верхнего ранга или с пульта оператора.

Групповое ЧПУ станками — числовое управление группой станков от эвм, имеющей общую память для хранения программ, распределяемых по запросам от станков.

Нулевая точка станка — точка на узле станка, принятая за начало отсчета системы координат станка.

Координата — величина, определяющая положение точки в пространстве по отношению к заданной базе или началу отсчета.

Исходная точка станка — точка на узле станка, определенная относительно нулевой точки станка и используемая для начала работы по УП.

Фиксированная точка станка — точка, определенная относительно нулевой точки станка и используемая для определения положения рабочего органа.

Точка начала обработки — точка, определяющая начало обработки конкретной заготовки.

Плавающий нуль — возможность перемещения посредством устройства чпу начала отсчета перемещения рабочего органа в любое положение относительно нулевой точки.

Дискретность задания перемещения — минимальное перемещение рабочего органа (линейное или на угол поворота), которое может быть задано в УП.

Дискретность отработки перемещения — минимальное перемещение или минимальный угол поворота рабочего органа, контролируемые в процессе управления.

Максимальное программируемое перемещение — наибольшее перемещение рабочего органа, которое может быть задано в одном кадре УП.

Контурная скорость — результирующая скорость подачи рабочего органа, направление которой совпадает с направлением касательной в каждой точке заданного контура обработки.

Коррекция положения инструмента — изменение с пульта управления запрограммированных координат рабочего органа станка.

Коррекция скорости подачи — изменение с пульта оператора запрограммированного значения скорости подачи.

Коррекция скорости подачи — изменение с пульта оператора запрограммированного значения скорости подачи.

Коррекция скорости главного движения — изменение с пульта оператора запрограммированной частоты вращения главного привода.

Отказ устройства ЧПУ — событие, заключающееся в нарушении работоспособности устройства чпу.

Сбой устройства ЧПУ — событие, заключающееся в кратковременном самоустраняющемся нарушении работоспособности устройства ЧПУ.

Индикатируемый сбой устройства ЧПУ — сбой, фиксирующийся на пульте в момент его возникновения, приводящий к останову станка, т.е. к прекращению обработки детали, информация о котором высвечивается на пульте оператора.

Неиндикатируемый сбой устройства ЧПУ — сбой, не обнаруживаемый на пульте в момент его возникновения.

Станочная система ЧПУ — комплекс узлов и агрегатов, взаимодействующих между собой.

Типовой элемент замены устройства чпу (ТЭЗ УЧПУ) — типовая минимальная составляющая часть устройства ЧПУ, которая при потере работоспособности может быть заменена аналогичной. Каждое устройство ЧПУ выдаст управляющее воздействие на исполнительные органы в соответствии с УП и информацией о положении управляемого объекта. Классификацию систем ЧПУ, применяемых в отечественном машиностроении, проводят по виду рабочих движений. Различают позиционные и контурные устройства ЧПУ.

Позиционные устройства ЧПУ — устройства, в которых рабочие органы могут перемещаться в заданные точки, а траектория перемещения от точки до точки задастся только прямолинейным движением. Позиционные устройства ЧПУ составляют группу устройств, имеющих один общий признак — позиционирование, т.е. обеспечение точности останова перемещаемых рабочих органов в точке с заданными координатами. Скорость перемещения в позиционных устройствах не программируется и обусловлена только динамикой приводов станка. Позиционными устройствами ЧПУ
оснащают сверлильные, координатно-расточные, токарные, фрезерные, шлифовальные и другие станки, работающие по прямоугольному циклу.

Контурные прямоугольные {коллинеарные) устройства ЧПУ — устройства, которые обеспечивают движение по одной координате. Так как в большинстве станков применяют прямоугольную систему координат, такие устройства получили название прямоугольных. В этих устройствах, так же, как и в позиционных, программируются конечные координаты перемещения, однако в УП задается скорость движения рабочего органа в соответствии с заданным режимом резания, и перемещение выполняется поочередно по каждой из координатных осей. Прямоугольные устройства ЧПУ применяют в станках фрезерной, токарной и шлифовальной групп.

Контурные (непрерывные) устройства ЧПУ — устройства, обеспечивающие перемещение рабочих органов из данной точки пространства по траектории, форма и конечные координаты которой заданы в УП. Контурными устройствами чпу оснащают станки фрезерной и токарной трупп, осуществляющих формообразование деталей сложной формы.

Устройства адаптивного (самоприспосабливающегося) управления ЧПУ — устройства, в которых обеспечивается автоматическое приспособление процесса обработки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям (скорость резания, подача, сила резания). Самоприспосабливающиеся устройства ЧПУ
имеют систему контроля и регулирования, позволяющую осуществлять защиту от перегрузок двигателей главного движения и приводов подач, что обеспечивает высокое качество обработки и защищает станочную систему от поломок. Адаптивными устройствами ЧПУ оснащают фрезерные, расточные и многоцелевые станки.

Оперативная система управления (ОСУ) — устройство ЧПУ на базе микро эвм с подготовкой УП у станка в режиме диалога оператора с устройством чпу. Оператор с помощью клавиатуры пульта устройства чпу вводит данные с чертежа детали в программу управления. Оперативными устройствами чпу оснащают токарные и фрезерные станки. Другим признаком, по которому устройства чпу могут быть классифицированы, является число потоков информации, циркулирующих в системе станок—устройство ЧПУ.

Система с разомкнутым контуром — устройство ЧПУ, в котором имеется только один поток информации. В таких системах отсутствуют измерительные устройства (датчики обратной связи), контролирующие перемещение рабочих органов. Точность воспроизведения движения рабочих органов с такой системой невысока и определяется точностью отработки команд двигателем привода подач и точностью кинематической цепи, передающей движение
рабочему органу.

Система с замкнутым контуром — устройство ЧПУ, в котором существуют два потока информации: один вводится в устройство управления через вводное устройство от программного носителя, а другой — в устройство ЧПУ от датчиков обратной связи, определяющих действительное положение рабочих органов. При наличии рассогласования между этими потоками устройство управления воздействует на приводы подач, последние перемещают
рабочие органы в нужном направлении, изменяя рассогласование до величины, близкой к нулю.

Различают устройства чпу с постоянной (класс NC) и переменной (класс CNC) структурой.

Устройство чпу класса nc основано на принципе вычислительного устройства, где все операции, составляющие алгоритм работы, выполняются параллельно с помощью отдельных цепей или устройств, реализующих ту или иную функцию (агрегатноблочное построение). Эти устройства называют также устройствами чпу с жесткой структурой. Базовые модели таких устройств (H22 и H33) содержат микроэлектронику и при их использовании вмешательство оператора в процесс обработки весьма ограничено.