Изобретение механического привода позволило освободить человека от физического труда, но управление осуществлялось в ручную. Развитие производства привело к автоматизации. К середине нашего века сложилась система: САУ - система автоматического управления механического типа, т.е. программа управления осуществляется в виде реально существующих аналогов.
Кулачки (муз. Шкатулка):
Физическим носителям информации свойственны 2 недостатка:
Информация чертежа детали из цифровой превращается в аналоговую в виде сложной криволинейной поверхности, это преобразование связано с потерей информации, а такая материальная форма связана с износом программы-носителя.
Необходимо изготавливать программы-носители в металле с высокой точностью, и останавливать оборудование на длительный период для осуществления его наладки.
Цифровые системы электронного управления:
ЧПУ - такая система, в которой программа перемещения рабочих органов и технологии команды передаются в управляющую ЭВМ в виде цифровых алфавитных кодов.
Система ЧПУ на всем пути подготовки передачи информации имеет дело только с цифровой ее формой.
Эта форма информации позволяет применять все современные средства микропроцессорной техники, т.е. автоматизировать подготовку самой программы, и быстро менять программное управление. Переналаживание на новую программу станка ЧПУ занимает 1-2 мин.
Генеральное направление современного прогресса -замена всех мех. систем электронными и создание единого цифрового поля.
Конструктивно ЧПУ представляет автономный электронный агрегат, состоящий из: БТК - блок технологических команд; МП - микропроцессор управляет двумя координатами (сейчас до 20).
Различают:
NC(Numeral Control) - числовое управление; система с покадровым чтением перфоленты.
SNC(Stored Numeral Contral) - хранимая программа; управляющая команда считывается 1 раз и по ней осуществляются циклы обработки.
CNC(Computer NC) - устройство ЧПУ со встроенной ЭВМ, которое может хранить одновременно несколько десятков программ, корректировать, редактировать их.
DNC(Director NC) - прямое управление станком от ЭВМ. Управление порядком опер., целым участком.
HNC(Handed NC) - оперативное программное управление; ручной набор данных на пульте управления.
По принципу управления движением различают 3 группы оборудования:
С позиционной системой ЧПУ, управляется автоматически инструментом от точки к точке, на пути осущ. обработка:(сверлильные станки).
С контурной системой ЧПУ; перемещение по сложной траектории происходит непрерывно (фрезерные станки).
эквидистант
С комбинированной системой ЧПУ, сочетает в себе 1 и 2 системы управления, поэтому самая дорогая.
По кол-ву используемого инструмента различают станки:
С одним инструментом
Много инструментальные с РГ (револьверная головка управления инструментом) до 12 штук.
Многоцелевые; снабжены спец. магазином инструментов и манипулятором для смены инструментов (от 12 до 80-120 шт.)
Индексация станков с ЧПУ:
Ц- цикловое управление.
Ф1- цифровая индексация, станок. снабжается простыми устройствами, на экране читается информация (мало используется).
Ф2-позиционное ЧПУ.
Ф3-контурное.
Ф4-комбинированное, также в обозначении используют:
Р-ЧПУ с револьвером.
М-ЧПУ при наличии магазина инструментов (сохраняется индикация точности)
П.В.А.(П - повышенная точность, В - высокая точность, А - особая высокая точность)
6Б76ПМФ4(6-на фрезерном многоцелевом станке, П -повышенная точность, М-с магазином инструментов, 4-комбинированная сис-ма управления).
Главная технологическая особенность станков ЧПУ - на одном станке на одном рабочем месте происходит высокая концентрация обработки. Следовательно, число операций уменьшается в 10-15 раз, за 2-3 операции происходит выполнение всего технологического процесса, длительность операций уменьшается на несколько часов.
Эти особенности накладывают дополнительные условия организации для станков ЧПУ. Сейчас 15-20% от парка составляют станки с ЧПУ.
Ограничение применения ЧПУ: дорогое оборудование со сложной механикой и электроникой. В современном производстве – 15-20% от парка станков с ЧПУ.
Описание презентации Технологические возможности и преимущества станков с ЧПУ Лекция по слайдам
Технологические возможности и преимущества станков с ЧПУ Лекция 3 Общие сведения о системах управления. Структура станка с ЧПУ и системы ЧПУ. Преимущества станков с ЧПУ. Рекомендации по повышению эффективности использования станков с ЧПУ. Классификация систем ЧПУ: системы цифровой индикации, позиционные, контурные, комбинированные (смешанные) системы. Обозначение типа устройства ЧПУ. Обозначение модели станка с ЧПУ. Системы CN , CNC , SNC , HNC , DNC ; разомкнутые, замкнутые, самонастраивающиеся системы ЧПУ.
Общие сведения о системах управления и станках с ЧПУ Под управлением станком принято понимать совокупность воздействий на его механизмы, обеспечивающих выполнение этими механизмами технологического цикла обработки. С истема управления — устройство или совокупность устройств, реализующие эти воздействия. Ручное управление — решение об использовании тех или иных воздействий элементов рабочего цикла принимает человек – оператор станка. Оператор на основании принятых решений включает соответствующие механизмы станка и задает параметры их работы. Операции ручного управления осуществляют как на неавтоматичес-ких универсальных и специализированных станках разного назначения, так и на автоматических станках. В автоматических станках ручное управление используется для реализации наладочных режимов и специальных элементов рабочего цикла. Здесь ручное управление часто сочетается с цифровой индикацией информации, поступающей от датчиков положения исполнительных органов.
Автоматическое управление заключается в том, что решения об использовании элементов рабочего цикла принимает система управления без участия оператора. Она же выдает команды на включение и выключение механизмов станка и управляет его работой. Циклом обработки называют совокупность перемещений рабочих органов станка, повторяющихся при обработке каждой заготовки. Комплекс перемещений рабочих органов в цикле работы станка осуществляется в определенной последовательности, т. е. по программе. Алгоритмом называют способ достижения цели (решения задачи) с однозначным описанием процедуры его выполнения. По функциональному назначению автоматическое управление разделяют следующим образом: управление неизменными повторяющимися циклами обработки (напри-мер, управление агрегатными станками, выполняющими фрезерные, свер-лильные, расточные и резьбонарезные операции путем осуществления циклов движения многошпиндельных силовых головок); управление изменяемыми автоматическими циклами, которые задают с помощью индивидуальных для каждого цикла материальных моделей-аналогов (копиров, наборов кулачков, системы упоров и т. д.) Примером циклового управления станков (ЦПУ) являются системы управления копировальных токарных и фрезерных станков, многошпиндельных токарных автоматов и др. ;
Числовое программное управление (ЧПУ), при котором программу задают в виде записанного на том или ином носителе массива информации. Управляющая информация для станков с ЧПУ является дискретной, и ее обработка в процессе управления осуществляется цифровыми методами. Цикловое программное управление (ЦПУ) Система циклового программного управления (ЦПУ) позволяет частич-но или полностью программировать цикл работы станка, режим обработки и смену инструмента, а также задавать (с помощью предварительного налаживания упоров) величину перемещений исполнительных органов станка. Она является аналоговой системой управления замкнутого типа и обладает достаточно высокой гибкостью, т. е. обеспечивает легкое изменение последовательности включения аппаратуры (электрической, гидравлической, пневматической и т. д.), управляющей элементами цикла.
Блок-схема устройства циклового программного управления 1 – блок задания программы, 2 – блок поэтапного ввода программы, 3 – блок управления циклом работы станка, 4 – блок преобразования сигналов контроля. 5, 6 — приводы исполнительных органов станка, электромагниты, муфты и т. д. , 7 – датчик обратной связи Из блока 1 информация поступает в схему автоматики. Схема автоматики (обычно выполняют на электромагнитных реле) согласует работу программатора циклов с исполнительными органами станка и датчиком обратной связи; усиливает и размножает команды; может выполнять ряд логических функций (например, обеспечивать выполнение стандартных циклов). Из блока 3 сигнал поступает в исполнительное устройство где исполнительные элементы 5, 6 обеспечивают отработку заданных программой команд. Датчик 7 контролирует окончание обработки и через блок 4 дает команду блоку 2 на включение следующего этапа программы.
В устройствах циклового управления в числовом виде программа содержит информацию только о цикле и режимах обработки, а величину перемещения рабочих органов задают настройкой упоров. Достоинствами системы ЦПУ являются простота конструкции и обслуживания, а также низкая стоимость. Недостаткоми – трудоемкость размерной наладки упоров и кулачков. Станки с ЦПУ целесообразно применять в условиях серийного, крупносерийного и массового производства деталей простых геометрических форм. Системами ЦПУ оснащают токарно-револьверные, токарно-фрезерные, вертикально-сверлильные станки, агрегатные станки, промышленные роботы (ПР) и др.
Числовое программное управление (ЧПУ) Под числовым программным управлением (ЧПУ) станком понимают управление по программе, заданной в алфавитно-цифровом коде, движением исполнительных органов станка, скоростью их перемеще-ния, последовательностью цикла обработки, режимом резания и различными вспомогательными функциями. На основе достижений кибернетики, электроники, вычислительной техники и приборостроения были разработаны принципиально новые системы программного управления – системы ЧПУ, широко используемые в станкостроении. В этих системах величина каждого хода исполнитель-ного органа станка задается с помощью числа. Каждой единице информации соответствует дискретное перемещение исполнительного органа на определенную величину, называемую разрешающей способностью системы ЧПУ или ценой импульса. В определенных пределах исполнительный орган можно переместить на любую величину, кратную разрешающей способности.
В системах ЧПУ на всем пути от подготовки программы управления вплоть до ее передачи рабочим органам станка мы имеем дело только с информацией в цифровой (дискретной) форме, полученной непосредственно из чертежа детали. Траектория движения режущего инструмента относительно обрабатываемой заготовки в станках с ЧПУ представляется в виде ряда его последовательных положений, каждое из которых определяется числом. Вся информация программы управления (размерная, технологическая и вспомогательная), необходимая для управления обработкой детали, представленная в текстовой или табличной форме с помощью символов (цифр, букв, условных знаков), кодируется (код ISO -7 bit) и вводится в память системы управления от ЭВМ или непосредственно с помощью клавишей на пульте управления. Устройство ЧПУ преобразует эту информацию в управляющие команды для исполнительных механизмов станка и контролирует их выполнение. Поэтому в станках с ЧПУ стало возможным получать сложные движения его рабочих органов не за счет кинематических связей, а благодаря управлению независимыми координатными перемещениями этих рабочих органов по программе, заданной в числовом виде. В условиях серийного, мелкосерийного и единичного производства сокращение сроков подготовки производства на 50- 75 %, снижению общей продолжитель-ности цикла обработки на 50- 60 %, уменьшению затрат на проектирование и изготовление технологической оснастки на 30- 85 %.
Устройство ЧПУ предна-значено для выдачи управ-ляющих воздействий рабо-чим органам станка в соот-ветствии с программой управления, вводимой в блок ввода и считывания информации. Блок технологических команд служит для управ-ления цикловой автомати-кой станка, состоящей в основном из исполнитель-ных элементов типа пуска-телей, электромагнитных муфт, соленоидов, конце-вых и путевых выключате- лей, реле давления и т. д. , обеспечивающих выполнение различных технологических команд (смены инструмента, переключения частот вращения шпинделя и др.), а также различных блокировок при работе станка.
Блок интерполяции – специализированное вычислительное устройство (интерполятор) — формирует частичную траекторию движения инструмента между двумя или более заданными в программе управления точка-ми. Выходная информация с этого блока, поступающая на блок управления приводами подач, обычно представлена в виде последовательности импульсов по каждой коорди-нате, частота которых опреде-ляет скорость подачи, а число — величину перемещения. Заданная скорость подачи вдоль обрабатываемого контура детали, а также процессы разгона и торможения обеспечиваются блоком скоростей подач.
Блок коррекции программы служит для изменения запро-граммированных параметров обработки: скорости подачи и размеров инструмента (дли-ны и диаметра). Блок постоянных циклов позволяет упростить процесс программирования при обработке повторяющихся элементов детали, например, при сверлении и растачива-нии отверстий, нарезании резьбы и др. Привод подач рабочих органов состоит из привод-ного двигателя, систем его управления и кинематических звеньев.
Точность перемещения рабочих органов станка с ЧПУ зависит от применяемой схемы управления приводами подач: разомкнутой (без системы измерения действительных перемещений управляемого рабочего органа) или замкнутой (с системой измерения). Во втором случае контроль точности отработки управляющих сигналов по каждой управляемой координате станка осуществляется датчиком обратной связи (ДОС). Точность данного контроля во многом определяется типом, конструкцией и местом установки датчиков на станке. В зависимости от вида основных операций механической обработки станки подразделяются на технологические группы: токарные, фрезерные, сверлильно — фрезерно — расточные, шлифовальные, многооперационные. По количеству используемого инструмента, станки с ЧПУ подразделяются на: многоинструментальные, с числом автоматически сменяемых инструментов до 12, как правило станки с инструментальной револьверной головкой; многооперационные, с числом автоматически сменяемых инструментов более 12, снабженные специальным инструментальным магазином цепного или барабанного типа.
Преимущества станков с ЧПУ. 1. Повышение точности обработки; обеспечение взаимозаменяемости деталей в серийном и мелкосерийном производстве, 2. Сокращение или полная ликвидация разметочных и слесарно-притирочных работ, 3. Простота и малое время переналадки; 4. Концентрация переходов обработки на одном станке, что приводит к сокращению затрат времени на установку заготовки, сокращению числа операций, оборотных средств в незавершенном производстве, затрат времени и средств на транспортирование и контроль деталей; 5. Сокращение цикла подготовки производства новых изделий и сроков их поставки; 6. Обеспечение высокой точности обработки деталей, так как процесс обработки не зависит от навыков и интуиции оператора;
7. Снижение брака по вине рабочего; 8. Повышение производительности станка в результате оптимизации технологических параметров, автоматизации всех перемещений; 9. Возможность использования менее квалифицированной рабочей силы и сокращение потребности в квалифицированной рабочей силе; 10. Возможность многостаночного обслуживания; 11. Сокращение парка станков, так как один станок с ЧПУ заменяет несколько станков с ручным управлением. Применение станков с ЧПУ позволяет решить ряд социальных задач: улучшить условия труда рабочих-станочников, значительно уменьшить долю тяжелого ручного труда, изменить состав работников механообрабатывающих цехов, сделать менее острой проблему нехватки рабочей силы и т. д.
Общие рекомендации по повышению эффективности использования станков с ЧПУ: 1. Широко использовать многоместные приспособления. обеспечивающие обработку нескольких одинаковых или разных по конструкции деталей (особенно это важно при использовании ГПС, так как на приспособлении могут быть закреплены и изготовлены за один цикл комплекты деталей для одного изделия). 2 Применять промежуточные плиты с точно обработанными отверстиями или пазами, что сокращает время наладки и переналадки оборудования на новую деталь; кроме того, это предохраняет от изнашивания рабочие поверхности стола и т. д. 3 Использовать комбинированный инструмент небольшой длины и точного исполнения, предпочтительно со сменными пластинами с покрытием (в том числе и для сверления и развертывания). Это способствует повышению режимов обработки, стойкости и надежности инструмента, а также снижению затрат времени на смену инструмента и позиционирование стола, и сокращению количества инструментов, необходимых для обработки детали, и числа гнезд в инструментальном магазине.
4 На станке следует иметь устройство для контроля состояния режущей кромки, фиксации времени работы с указанием момента смены инструмента; 5 Весь инструмент необходимо налаживать вне станка. 6 Назначать последовательность обработки отверстий на основе учета реальных затрат времени, т. е. , одним инструментом обрабатывать ряд отверстий одного диаметра, или каждое отверстие обрабатывать полностью со сменой инструмента; 6 В процессе механической обработки вначале выполнять переходы, требующие наибольшей частоты вращения шпинделя, например, вначале целесообразно сверлить отверстие малого, а затем большого диаметра; 7. Избегать частых скачкообразных изменений частот вращения шпинделя; 8 Станки с ЧПУ независимо от класса точности должны использоваться только для работ, ограниченных технологическим назначением станка, допустимыми нагрузками, размерами фрез, сверл и т. д. 9 Станки с ЧПУ высокого класса точности не следует использовать для обработки деталей, которые по точности, заданной чертежом, могут быть обработаны на станках более низкого класса точности.
Классификация систем ЧПУ по характеру движения рабочих органов Классификация систем ЧПУ исходя из технологических задач управления обработкой
Позиционные системы ЧПУ — обеспечивают управление перемещениями рабочих органов станка в соответствии с командами, определяющими позиции, заданные программой управления. При этом перемещения вдоль различных осей координат могут выполняться одновременно (при заданной постоянной скорости) или последовательно. Данными системами оснащают в основном сверлильные и расточные станки для обработки деталей типа плит, фланцев, крышек и др. , в которых производится сверление, зенкерование, растачивание отверстий, нарезание резьбы и др. (например, мод. 2 Р 135 Ф 2, 6902 МФ 2, 2 А 622 Ф 2 -1).
Скорость подачи рабочего органа станка, направление которой совпадает с направлением касательной в каждой точке заданного контура обработки. Контурные системы ЧПУ в отличие от позицион-ных обеспечивают непрерывное управление перемещениями инструмента или заготовки поочередно или сразу по нескольким координатам в результате чего может обеспечиваться обработка очень сложных деталей (с управлением одновременно по более чем двум координатам). Контурными системами ЧПУ оснащены в основном токарные и фрезерные станки (например, мод. 16 К 20 ФЗ, 6 Р 13 ФЗ). Контурные системы ЧПУ — обеспечивают управление перемеще-ниями рабочих органов станка по траектории и с контурной скоростью, заданными программой управления. Контурной скоростью является результирующая
Комбинированные системы ЧПУ, сочетают функции позиционных и контурных систем ЧПУ. Являються наиболее сложными и более универсаль-ными. В связи с повышением степени автоматизации станков с ЧПУ, усложнением) и расшире-нием их технологических возмож-ностей (особенно много-операционных) применение комбинированных систем ЧПУ значительно возрастает (например, мод. ИР 500 МФ 4, ИР 320 ГШФ 4; 2206 ПМФ 4, 6305 Ф 4).
В отдельную группу выделяют станки с цифровой индикацией и преднабором координат. В этих станках имеется электронное устройство для задания координат нужных точек (преднабор координат) и крестовый стол, снабженный датчиками положения, который дает команды на перемещение до необходимой позиции. При этом на экране высвечивается каждое текущее положение стола (цифровая индикация). В таких станках можно применять преднабор координат или цифровую индикацию. Исходную программу работы задает станочник. В моделях станков с ЧПУ для обозначения степени автоматизации добавляется буква Ф с цифрой: Ф 1 – станки с цифровой индикацией и преднабором координат; Ф 2 – станки с позиционными системами ЧПУ; Ф 3 – станки с контурными системами ЧПУ; Ф 4 – станки с комбинированной системой ЧПУ для позиционно — контурной обработки.
Кроме того, к обозначению модели станка с ЧПУ могут прибавляться приставки С 1, С 2, С 3, С 4 и С 5, что указывает на различные модели систем ЧПУ, применяемых в станках, а также на различные технологические возможности станков. Например, станок модели 16 К 20 Ф 3 С 1 оснащен системой ЧПУ «Контур 2 ПТ-71» , станок модели 16 К 20 Ф 3 С 4 – системой ЧПУ ЭМ 907 и т. д. Для станков с цикловыми системами ПУ, где в качестве управляющих элементов являются концевые переключатели, упоры и т. д. , в обозначении модели введен индекс Ц, с оперативными системами – индекс Т (например, 16 К 20 Т 1). По способу подготовки и ввода управляющей программы различают: оперативные системы ЧПУ (в этом случае управляющую программу готовят и редактируют непосредственно на станке, в процессе обработки первой детали из партии или имитации ее обработки); адаптивные системы ЧПУ, для которых управляющая программа готовится, независимо от места обработки детали. Причем независимая подготовка управляющей программы может выполняться либо с помощью средств вычислительной техники, входящих в состав системы ЧПУ данного станка, либо вне ее (вручную или с помощью системы автоматизированного программирования.)
В соответствии с международной классификацией, все устройства ЧПУ по уровню технических возможностей делятся на основные классы: NC — Numerical Control — созданы на основе счетно-решающих аналоговых устройств, в следствии чего имеют «жесткую» архитектуру адаптированную к конкретной модели станка, как правило на основе шагового привода. При каждом цикле обработки заготовки, УП считывается по кадрам – один отрабатывается, другой записывается в буферное запоминающее устройство. При таком режиме работы, значительные нагрузки на считывающее устройство и материал программоносителя, поэтому нередко возникают сбои системы. SNC — Stored Numerical Control — сохраняют все свойства класса NC но отличаются от них увеличенным объемом памяти. CNC — Computer Numerical Control — выполнены на основе микро. ЭВМ и позволяют создавать устройства ЧПУ совмещающие функции управления станком (как правило с приводами на основе двигателей постоянного тока) и решения отдельных задач подготовки УП. Особенность систем данного класса заключается в
Возможности изменять и корректировать в период эксплуатации как УП обработки детали, так и свойства функционирования самой системы, в целях максимального учета особенностей модели, данного станка. В запоминающее устройство системы CNC , УП вводится полностью, с программоносителя или в режиме диалога с ПУ станка. DNC — Direct Numerical Control — сохраняют все свойства систем класса CNC и при этом имеют возможность обмена информацией с центральной ЭВМ обслуживающей группу станков, производственный участок или цех.
Системы управления привода подач в станках с ЧПУ Схема разомкнутой системы управления привода подач станка с ЧПУ: 1, 2, 3, — элементы гидропривода; 4 – зубчатая пара; 5 -ходовой винт; 6 – рабочий орган станка с ЧПУ Разомкнутые системы характеризуются наличием одного потока информации, поступающего со считывающего устройства к исполнительному органу станка. Недостаток — нет датчика обратной связи и поэтому отсутствует информация о действительном положении исполнительных органов станка.
Структурные схемы замкнутых систем ЧПУ: а) — замкнутая с круговым ДОС на ходовом винте; б) – замкнутая с круговым ДОС и реечной передачей в) — замкнутая с линейным ДОС на рабочем органе станка Замкнутые системы ЧПУ — характеризуются двумя потоками информации – от считывающего устройства и от датчика обратной связи по пути. В этих системах рассогласование между заданными и действительными величинами перемещений исполнительных органов устраняется благодаря наличию обратной связи. В основе работы замкнутых систем ЧПУ лежит принцип следящих систем управления.
Замкнутая система ЧПУ с круговым ДОС на ходовом винте В подобных системах ЧПУ производится косвенное измерение положения рабочего органа с помощью кругового ДОС, установлен-ного на ходовом винте. Данная схема достаточно проста и удобна с точки зрения установки ДОС. Габаритные размеры применяемого датчика не зависят от величины измеряемого перемещения. При применении круговых ДОС, устанавливаемых на ходовом винте, высокие требования предъявляются к точностным характерис-тикам передачи винт-гайка (точность изготовления, жесткость, отсутствие зазоров), которая в этом случае не охватывается обратной связью.
Замкнутая система ЧПУ с круговым ДОС и реечной передачей Замкнутые системы ЧПУ этого типа также используют круговой ДОС, но измеряющий перемещение рабочего органа станка через реечную передачу. В данном случае система обратной связи охватывает все передаточные механизмы привода подачи, включая и передачу винт-гайка. Однако, на точность измерений перемещений могут влиять погрешности изготовления реечной передачи. Во избежание этого необходимо применять прецизионную реечную передачу с рейкой, длина которой зависит от величины хода рабочего органа станка. В ряде случаев это усложняет и удорожает систему обратной связи.
Замкнутая система ЧПУ с линейным ДОС на рабочем органе станка Подобные системы ЧПУ оснащены линейными ДОС обеспечивающими непосредственное измерение перемещения рабочего органа станка. Это позволяет охватить обратной связью все передаточные механизмы привода подачи, что обеспечивает высокую точность перемещений. Однако линейные ДОС сложнее и дороже, чем круговые; их габаритные размеры зависят от длины хода рабочего органа станка. На точность работы линейных ДОС могут влиять погрешности станка (например, износ направляющих, тепловые деформации и др.).
Структурная схема системы ЧПУ с компенсирующим учетом погрешностей станка Системы ЧПУ с компенсирующим учетом погрешностей станка оснащены дополнительными системами обратной связи, с датчиками, учитывающими погрешности станка (тепловые деформации, вибрации, износ направляющих и др.)
Структурная схема адаптивной системы ЧПУ Адаптивные (самоприспосабливающиеся) системы ЧПУ характеризуются тремя потоками информации: 1) от считывающего устройства; 2) от датчика обратной связи по пути; 3) от датчиков, установленных на станке и контролирующих процесс обработки по таким параметрам, как износ режущего инструмента, изменение сил резания и трения, колебания припуска и твердости материала обрабатываемой заготовки и др. Такие системы позволяют корректировать программу обработки с учетом реальных условий резания.
Вопросы для самоконтроля 1. Что понимают под управлением станком? 2. В чем отличие ручного управления от автоматического? 3. На какие виды управлений по своему функциональному назначению разделяют автоматическое управление? 4. Что понимают под числовым программным управлением? 5. Назовите основные элементы входящие в устройство ЧПУ. 6. Назовите основные преимущества станков с ЧПУ? 7. Назовите общие рекомендации по повышению эффективности использования станков с ЧПУ? 8. Как классифицируют системы ЧПУ и их обозначение. 9. Назовите способы ввода управляющих программ. 10. Назовите классы устройств с ЧПУ по уровню технических возможностей. В чем их различие? 11. Какие схемы приводов подач используют в станках с ЧПУ и в чем их различие?
В настоящее время для программирования систем ЧПУ используется множество языков программирования, в основе которых лежит универсальный язык ИСО 7 бит. Однако каждый производитель вносит свои особенности, которые реализуются через подготовительные (G-коды) и вспомогательные (M-коды) функции.Функции с адресом G – называются подготовительными , они определяют условия работы станка связанные с программированием геометрии перемещения инструмента. Подробное описание G-кодов можно найти в главе код ИСО 7 бит .
В данной главе подробно рассмотрим назначение вспомогательных функций.
Функции с адресом M – называются вспомогательными (от анг. Miscellaneous) и предназначены для управления различными режимами и устройствами станка.
Вспомогательные функции могут использоваться одиночно или совместно с другими адресами, например, кадр ниже производит установку инструмента с номером 1 в шпиндель.
N10 T1 M6, где
T1
– инструмент номер 1;
M6
– смена инструмента;
В данном случае под командой М6 на стойке ЧПУ скрывается целый набор команд, которые обеспечивают процесс замены инструмента:
Перемещение инструмента в позицию смены;
- выключение оборотов шпинделя;
- перемещение устанавливаемого инструмента в магазине;
- замена инструмента;
Использование М-кодов допускается в кадрах с перемещением инструмента, например в строке ниже охлаждение включится (M8) одновременно с началом движения фрезы.
N10 X100 Y150 Z5 F1000 M8
М-коды, включающие какое-либо устройство станка, имеют парный М код, который это устройство выключает. Например,
M8
– включить охлаждение, M9
– выключить охлаждение;
M3
– включить обороты шпинделя, M5
– выключить обороты;
Допускается использование нескольких М команд в одном кадре.
Соответственно чем больше устройств имеет станок, тем больше М команд будет задействовано в его управлении.
Условно все вспомогательные функции можно разделить на стандартные и специальные . Стандартные вспомогательные функции используются производителями ЧПУ для управления устройствами, имеющимися на каждом станке (шпиндель, охлаждение, смена инструмента и т.д.). Тогда как специальные программируют режимы на одном конкретном станке или группе станков данной модели (вкл/выкл измерительную головку, зажим/разжим поворотных осей).
На картинке выше представлен поворотный шпиндель многоосевого станка. Для увеличения жесткости при позиционной обработке станок оснащен зажимами поворотных осей, которые управляются М кодами: M10/M12 – включить зажимы для осей A и С. М11/М13 – выключить зажимы. На другом оборудовании производитель станка может данные команды настроить на управление другими устройствами.
Список стандартных М команд
M0 – останов программы;M1 – останов по требованию;
M2 – конец программы;
M3 – включить обороты шпинделя по часовой стрелке;
M4 – включить обороты шпинделя против часовой стрелки;
M5 – останов шпинделя;
M6 – автоматическая смена инструмента;
M8 – включить охлаждение (как правило СОЖ);
M9 – выключить охлаждение;
M19 – ориентация шпинделя;
M30 – завершение программы (как правило со сбросом всех параметров);
M98 – вызов подпрограммы;
M99 – возврат из подпрограммы в основную;
Специальные вспомогательные функции производитель станка описывает в соответствующей технической документации.
На файл htaccess мы сильно отвлекаться не будем, его работа не так уж и сложна, тем более если Вы знакомы с регулярными выражениями в php . Вот, что касается самого модуля ЧПУ, то он представлен в виде двух файлов (ну можно и в один, но у меня почему то получилось два =) ) и "сети условий" по всему движку. Не пугайтесь, под термином "сети условий", я подразумеваю тот геморрой с автоматической смены ссылок по всему движку ! Сегодня мы займемся лишь фундаментом, и добьемся того что бы пост, на странице нашего блога, был доступен по адресу с человеко-понятной ссылкой
Цели я указал в анонсе, так что сейчас пару слов для новоприбывших, и приступим =)
Для тех кто на блоге в первые
Если Вы на блоге в первый раз, то эта маленькая заметка именно для Вас! Пускай тема ЧПУ обширная и применима к любому проекту, Вам, именно в материале на этой странице, будет очень сложно выявить что-то полезное для себя, по причине того, что этот пост, как и большинство на моем блоге, является частью цикла статей "Создать блог с нуля ". Цикл ориентирован на аудиторию которая хочет на практике научится программировать на php. Если Вы из таких, то добро пожаловать! Переходите по ссылке, что я дал Вам выше и приступайте к изучению изложенного мной материала
Если Вы собираетесь задержаться на моем блоге, то подпишитесь на RSS ленту блога через ридер, или же по почте
Новая колонка в таблице базы данных
Так как у нас пока нет модуля который автоматически, из заголовков, делал бы нам имена ссылок, то придется не только создать колонку но и заполнить ее каким-нить именем. Только учтите, что имя должно состоять из маленьких букв английского алфавита , плюс к этому не должно быть пробелов, вместо них ставим тире (-) . Это условие обязательно, ибо скрипт проверки будет отсеивать не правильные адреса, перекидывая пользователя на главную страницу блога.
Заходим в структуры таблицы blog, и после id создаем новую колонку
Заполняем поля приблизительно вот так (имя поля nameurl )
Теперь, необходимо заполнить новую колонку. У меня лишь одна запись в базе данных, поэтому для меня заполнение новой колонки не является проблемой =)
В конце имени необходим поставить ".html". Если у Вас в планах не использовать такое окончание у Ваших страниц, то можете не писать, только в этом случае Вам придется немного переделать файл htaccess , а именно убрать расширение там.
Я для тестовой странице использовал вот такое имя: dobro-pozhalovat.html
Ну чтож, с этой задачей мы справились, теперь приступим к самому файл htaccess
Создаем файл htaccess
Создавать лучше всего с помощью программы Notepad++ , ибо в некоторых случаях виндоус ругается, что у файла нет имени, ведь имени и в правду нет =) только расширение.htaccess
На всякий случай я скину Вам файл, вот он . Этот файл необходимо поместить в корень нашего блога
Содержимое файла следующее:
RewriteEngine on
RewriteRule ^post/([-a-z0-9]+.html)$ index.php?post=$1 [L]
RewriteRule ^category/([-a-z0-9]+.html)$ index.php?category=$1 [L]
RewriteRule ^contacts.html$ index.php?contact=1 [L]
Первая строчка включает возможность перенаправления с динамических ссылок на ЧПУ. Вторая отвечает за ссылки на посты. То есть если ссылка будет вот такого вида
http://rsblog.ru/post/dobro-pozhalovat.html
То сервер поймет, что обращение идет к странице с постами, и создаст для себя динамическую ссылку для дальнейшей обработки.
http://rsblog.ru/category/testovaya-kategoriya.html
http://rsblog.ru/contacts.html
Обратите внимание что регулярное выражение находится в скобках, если Вы знакомы с регулярками, то прекрасно знаете, что скобки это сохранение . Вопрос, куда переносятся сохраненные данные? Ответ: В переменную 1. Да, именно 1 (единица).
Если Вам нужны ЧПУ без.html то редактируйте регулярное выражение в файле htaccess, на такой вид ссылок, который Вам нужен!
Особо останавливаться тут не будем, я многое тут не знаю, поэтому долго разглагольствовать на эту тему не имею право, единственное что бы я еще добавил, это пару слов о флаге [L]. Я может и ошибаюсь, но как я понял этот флаг останавливает проверки, что идут ниже, это что-то типа break (прерывание работы всего цикла ) у циклов.
Под итожу то что написано в файле htaccess: Условия, для каждого вида станиц которые есть у нашего движка, а именно
- для постов
- для категорий
- для страницы контактов
Если Вы знакомы с регулярками , то разобраться в файле Вам не составит труда.
php функция chpu() - Алгоритм поиска id записи в таблице базы данных
Начнем с создания алгоритма поиска. Для этого нам понадобится знать в какой таблице искать и что искать . У Вас может возникнуть вопрос, что значит в какой таблице? Ведь таблица у нас одна - blog . Это не совсем так, сегодня мы рассматриваем только посты, но так же нам известно, что у категорий тоже есть свои ссылки, а таблица которая будет содержать имена категорий называется menu , именно поэтому алгоритм должен знать в какой таблице ему искать. Пускай функция chpu() на данном этапе будет работать лишь на половину, зато в следующих постах нам не придется редактировать ее (функцию).
Создаем файл chpu.php помещаем его в пользовательские модули нашего движка, и пишем в этом файле следующую функцию:
function chpu($url,$dirDB)//функция ЧПУ
{
//$url - имя с помощью которого мы определим id
//$dirDB - режим, с помощью которого мы определим в какой таблице базы данных нам искать
//определяем запрос в зависимости от того какую страницу открывает пользователь (текст поста или категорию)
if($dirDB == "post")$sql = "SELECT id FROM blog WHERE nameurl = "$url"";//текст поста
if($dirDB == "category")$sql = "SELECT id FROM menu WHERE nameurl = "$url"";//категория
$result_index = mysql_query($sql);//Выводим из базы статью
$myrow_index = mysql_fetch_array($result_index);
if($myrow_index != "") return $myrow_index;//если найдена строчка в БД выводим id
else return "";//если нет, выводим пустоту
}
?>
Функция очень простая, так что не будет на ней останавливаться, тем более я уже не раз разъяснял логику поиска id в таблице.
Скрипт позволяющий определить какая страница открыта
Цель этого скрипта определить в каком режиме запустить функцию chpu(). Определить это можно по GET запросу который создает нам сервер при обращение к станице по ЧПУ. Если Вы внимательно смотрели содержимое файла htaccess, и приблизительно поняли его работу, то Вы должны догадаться, что сервер для себя определяет ссылку вот такого вида
http://rsblog.ru/index.php?post=dobro-pozhalovat.html
То есть, если пользователь обратился к станице с помощью ЧПУ то сервер создаст GET запрос post, создание такого запроса сигнализирует нам о том что пользователь обратился на страницу поста, стало быть функцию chpu() необходимо запускать в режиме поиска id в таблице blog
Создаем файл getchpu.php, сохраняем его в папке пользовательских модулей и пишем в нем следующий скрипт
if($chpu == 1)//если блог работает в режиме вкл ЧПУ
{
include("moduls/chpu.php");
//GET ПЕРЕМЕННАЯ post
if(isset($_GET["post"]))
{
if(!preg_match("/^[-a-z0-9]+\.html$/",$_GET["post"]))//если имя не корректное,то переносим
{
exit;
}
$blog = chpu($_GET["post"],"post");//по имени страницы достаем из бд id
if($blog == "")//если результат функции пустота, то переносим пользователя
{
header("location: ".$server_root);//на главную страницу
exit;
}
}
//GET ПЕРЕМЕННАЯ post
//GET ПЕРЕМЕННАЯ category
if(isset($_GET["category"]))
{
if(!preg_match("/^[-a-z0-9]+\.html$/",$_GET["category"]))//если имя не корректное,то переносим
{
header("location: ".$server_root);//на главную страницу
exit;
}
$cat = chpu($_GET["category"],"category");//по имени страницы достаем из бд id
if($cat == "")//если результат функции пустота, то переносим пользователя
{
header("location: ".$server_root);//на главную страницу
exit;
}
}
//GET ПЕРЕМЕННАЯ category
}
?>
Логика скрипта следующая:
- Скрипт будет работать только в случае если блог работает в режиме вкл ЧПУ, то есть переменная chpu равна единице (это сделано для того чтобы режимы можно было поменять воздействуя лишь на одну переменную )
- Далее подключается функция поиска id в базе данных
- Дальше идут два варианта развития, и оба они работают по той же логике, то есть если существует GET запрос post или category то запускается проверка на корректность имени. Эта проверка поможет избежать простейших способов взлома нашего движка . Если проверка прошла успешно (если же нет, то нас перекинет на главную страницу ) запускается функция chpu(), тем самым в переменную blog или cat (в зависимости от того какая часть скрипта будет работать =) ) попадет id записи в базе данных. Если переменная пустая, то нас перекинет на главную страницу.
Тут есть один момент. Если Вы писали движок с самого начала курса, то у Вас скорее всего нет переменной server_root. Если Вы ставили копию движка, что я давал в посте "Установка нашей CMS ", то эта переменная у Вас есть.
Если у Вас нет этой переменной, то откройте пользовательский файл index.php, и сразу после подключение к базе данных пропишите эту переменную
$nameDB = "rsblog";//Название БД
$nameSERVER = "localhost";//Сервер
$nameUSER = "root";//Имя пользователя БД
$passUSER = "";//Пароль пользователя БД
mysql_select_db($nameDB, mysql_connect($nameSERVER,$nameUSER,$passUSER));
$server_root = "http://адрес_вашего_блога.ru/";
//ПОДКЛЮЧЕНИЕ К БАЗЕ ДАННЫХ (БД)
Значение переменной является адрес Вашего блога. Эта переменная необходима была в админке для авторизации
, тут же она необходима для реализации ЧПУ
, в частности для тега
вставляем вот такой тег
Этот тег позволяет определить корень сайта, тем самым мы избавимся от глюка который мешает правильно определить пути к стилям. Если не поместить этот тег в код шаблона, то все страницы находящиеся по ЧПУ перестанут грузить стили, ява скрипты, и если я не ошибаюсь то и картинки
Заключение
Теперь при заходе на страницу http://rsblog.ru/post/dobro-pozhalovat.html я попадаю на страничку статьи
На по следок хочу сказать, что мой способ реализации человеко-понятных урл не самый гибкий и функциональный, но тем не менее он работает. В следующем посте мы научим движок работать с ссылками категорий и формы обратной связи
Если у Вас есть какие вопросы, то пользуйтесь формой ниже
Если Вы еще не подписаны на мой блог, исправляйте дело и подпишитесь на RSS ленту блога через ридер, или же по почте , так Вы точно не пропустите новые заметки на блоге
Всего Вам наилучшего! У меня Все!
P.S.: В интернете нашел подборку довольно не плохих статей на тему веб-дизайн , если кто-то видит себя в будущем как дизайнера, то обязательно почитайте эти статьи, очень полезная информация.
Системы ПУ – цикловые и числовые
Цикловые – позволяют запрограммировать последовательность и скорость перемещений подвижных органов станка. В настоящее время не применяется.
При ЧПУ вся программа работы станка записывается на программоносителе в виде комбинаций сигналов, выражающих цифры, а также буквы и другие символы.
В состав такой программы входят и числовые значения перемещений подвижных органов станка, что составляет принципиальное отличие станка с ЧПУ от станка с цикловым ПУ.
Управляющая программа для обработки на станке с ЧПУ записывается на программоносителе в виде отдельных блоков информации или кадров, разделенных определенными знаками. Каждый кадр программы содержит информацию, необходимую для выполнения станком некоторой группы команд.
В состав одного кадра могут входить: требуемые значения перемещений инструмента по осям координат, подача, скорость вращения шпинделя, а также другие данные необходимые для выполнения станком заданного цикла работы, например команды на включение и выключение охлаждения, указания о направлении движения рабочих органов станка и др.
Практически в производственных условиях управляющей программой называют программоноситель с нанесенной на нем в том или ином коде информацией о полном цикле обработки заготовки на данном станке. Исходной документацией для разработки управляющей программы является чертеж, обрабатываемой заготовки, технологическая карта , а также расчетно-технологическая карта (РТК) или схема движения инструментов при обработке. Эта документация при ручном способе подготовки программ позволяет технологу программисту заполнить карту программирования по которой изготавливается управляющая программа.
Системы ЧПУ по характеру управления движения рабочих органов станка делятся на две группы: позиционные (координатные) и контурные (непрерывные)
Позиционное управление (Гост 20523-80) представляет собой числовое программное управление станком, при котором перемещения его рабочих органов происходит в заданные точки, причем траектории перемещения не задаются.
Контурное управление (ГОСТ 20523-80) – это ЧПУ станком, при котором перемещение его рабочих органов происходит по заданной траектории и с заданной скоростью для получения необходимого контура обработки. Контурные системы могут работать и позиционном режиме, однако очень дороги.
Кроме упомянутых существуют: системы цифровой индикации положения и системы цифровой индикации с ручным вводом данных. При этом на экране такой системы непрерывно указываются численные значения координат подвижных органов станка. Применяются на универсальных станках.
В соответствии с рассмотренной классификацией систем по характеру управления введена спец. индексация в обозначениях моделей станков с ЧПУ
Ц - станки с цикловым управление; Ф-1 – станки с цифровой индексацией положения, а также ручным вводом данных; Ф-2 – станки с ПСПУ; Ф-3 – станки с контурными системами управления.
Кроме того, выведены индексы отражающие конструктивные особенности станка, связанные с автоматической сменой инструмента: Р – смена инструмента поворотом револьверной головки; М – смена инструмента из магазина; МФ3 – станок с контурной системой управления с магазином инструментов.
В обозначениях некоторых моделей станков используются такие индексы Ф4 и Ф5. Присваиваются станкам группы ОЦ. Ф4 – ОЦ с позиционной системой управления; Ф-5 с контурной.
Расположение и обозначение осей координат, отвечающих направлениям независимых управляемых движений принимаются в соответствии со стандартом JSO-R841.
В основу положена первая система координат с осями X,Y,Z, которые указывают положительные направления движения инструментов относительно неподвижной заготовки.
Если инструмент не подвижен, а движется заготовка относительно инструмента, то соответствующие ее положительные перемещения, направленные в противоположные стороны обозначаются буквами X`,E`,Z`
За положительные направления перемещений подвижных органов принимают такие их перемещения при которых инструмент и заготовка удаляются друг от друга.
На горизонтально-расточном станка за положительные принимаются: движение шпиндельной бабки вверх по стойке и движение саней стола в направлении от шпиндельной бабки; для пиноли положительным считается ее движение в обратном направлении.
Кроме перечисленных принципов расположения осей пользуются следующими правилами: ось Х всегда располагают горизонтально, а ось Z совмещают с осью вращения инструмента. Лишь в токарных станках ось Z совмещают с осью вращения заготовки.
Если в станке кроме движений по трем основным координатам имеются программируемые перемещения других органов в параллельных направлениях, то соответствующие вторичные и третичные оси обозначаются буквами: U, V, W – вторичные оси; P,Q,R - третичные оси.
Круговые перемещения инструмента относительно заготовки считаются положительными при направлении против часовой стрелки, если смотреть на острие соответствующей оси координат.
Способы отсчета координат – абсолютный и относительный.
При абсолютном – положение начала координат остается фиксированным для всей обработки. На программоносителе записываются абсолютные значения координат последовательно расположенных опорных точек. Достоинство – станок отрабатывает каждый раз от одной и той же точки, отсутствует накопление ошибки. Начало может быть выбрано в любом месте в пределах рабочих ходов и подвижных органов. «плавающий нуль». Такой способ отсчета применяется главным образом в позиционных системах на расточных и сверлильных станках и ОЦ с позиционным управлением. При абсолютном способе отсчета размеров целесообразно применять координатный метод простановки размеров в обрабатываемых заготовках.
В системах с относительным способом отсчета координат за нулевое каждый раз принимается положение исполнительного органа, которое он занимал перед началом перемещения к следующей опорной точке. В программу в этом случае записывают приращения координат при переходе от предыдущей к последующей точке. Первая опорная точка программы называется исходной или старт точкой. Она выверяется при настройке станка и играет роль начала координат, от которого рассчитывается программа обработки данной конкретной заготовки. Наиболее рациональной является простановка размеров цепочкой, при этом происходит накопление ошибок перемещений. В последнее время наметилась тенденция абсолютного отсчета координат и в контурных системах ЧПУ.
По числу управляемых движений (координат) системы ЧПУ могут быть 2,3,4,5 и многокоординатными. Для контурных систем важной характеристикой является число одновременно согласованно управляемых координат. Однако некоторые контурные системы с ЧПУ осуществляют согласованные перемещения не по всем координатам одновременно, а только при отсутствии движения по одной из осей координат. Такие системы с одной неполной координатой иногда обозначают дробным числом, добавляя к целому числу одновременно и согласованно работающих координат еще половину координаты. Например 3,5 (четыре координаты с одной неполной). Число управляемых координат является важной технологической характеристикой станка.
Для обработки заготовки на токарном станке достаточно 2 х координат, для станков с двумя суппортами – 4 (1734Ф3). Сверлильные станки с ЧПУ обычно двух координатные. Для расточных станков – 3 х координатные. Фрезерные не менее 3 х одновременно управляемых координат.
Наиболее рациональными являются пятикоординатные фрезерные станки, у которых дополнительно программируются повороты заготовки и наклоны инструмента.
На современных станках с ЧПУ меняет режимы обработки, доступны для ручного редактирования.
