Фазовые системы числового программного управления станками. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1976.
352 с. с ил.
В книге рассмотрены вопросы теории проектирования и эксплуатации фазовых систем программного управления металлорежущими станками. Сформулированы и обоснованы требования как к системе в целом, так и к отдельным ее частям. Приведены конструкции и технические характеристики наиболее распространенных станков с ЧПУ.
Второе издание (1-е изд. 1966 г.) полностью переработано и дополнено сведениями о новых моделях станков.
Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и эксплуатацией металлорежущих станков.
31304-111
ПРЕДИСЛОВИЕ
За время, прошедшее со дня выхода в свет первого издания книги «Фазовые системы числового программного управления станками» (конец 1966 года) программное управление прочно вошло в жизнь машиностроительных предприятий, как наиболее эффективное средство автоматизации, и продолжает развиваться как количественно, так и качественно. За это время появились новые типы станков и новые типы систем.
Появились многооперационные станки, применение которых сокращает вспомогательное время и увеличивает точность обработки из-за отсутствия многократной перестановки деталей. Широко стали применять многокоординатные станки, предназначенные для обработки сложных деталей с криволинейными образующими, автоматизация обработки которых без ЧПУ вообще была невозможна.
Значительно изменились и до некоторой степени стабилизировались технические характеристики, а также схемное и конструктивное решения систем ЧПУ. Широко используют агрегатно-блочный метод построения электронных устройств ЧПУ, позволяющий сравнительно просто компоновать системы ЧПУ различного назначения, что значительно снижает стоимость системы. В качестве элементной базы применение нашла микроэлектроника в виде так называемых интегральных схем [61], позволяющих упростить конструкцию электронных блоков, ввести автоматизацию их производства, снизить стоимость и увеличить надежность устройств ЧПУ [24]. В качестве датчиков обратной связи используют резольверы (вращающиеся трансформаторы ВТ) при косвенном методе измерения перемещений и ин-дуктосины — при непосредственном [8, 39].
За это время прочно вошла в жизнь автоматическая подготовка программ для станков с помощью ЭВМ [7, 27, 43]. Было создано и внедрено большое количество разнообразных систем автоматического программирования (САП) как у нас, так и за рубежом. Были разработаны рекомендации ISO (международная организация по стандартизации) по кодированию информации для станков с целью унификации программоносителей для различных станков с различными системами. Появилось групповое управление станками непосредственно от ЭВМ [16], так называемые системы DNC [Direcut Numerical Control], а также многономенклатурные автоматические линии, управляемые от ЭВМ, что резко повышает их эффективность. Развивается адаптивное управление станками [1], позволяющее, с одной стороны, автоматически стабилизировать процесс обработки путем коррекции режимов резания при изменении свойств заготовки (припуска, твердости и т. д.), а с другой— обеспечить оптимизацию процесса резания/например, по себестоимости обработки, по максимальной производительности и т. п. Таким образом, вместо жесткого управления, обеспечиваемого "обычной системой ЧПУ, при котором процесс обработки возможно корректировать только вручную, оказывается возможным перейти к гибкому управлению с самонастройкой системы по заданным параметрам. Особенно необходим такой метод управления при обработке деталей, заготовки которых имеют искажение формы.'значительно большее, чем припуск на обработку, что обычно имеет место при обработке длинномерных или тонкостенных деталей, в результате чего их невозможно_обрабатывать на станках с обычными системами ЧПУ. •*•• ? ^
Появились и развиваются системы ЧПУ,гиспользующие в качестве основного Узла стандартную малогабаритную ЭВМ (миникомпьютер или мини-ЭВМ), так
1* 3
называемые системы CNC (Computirised Numerical Control), позволяющие получить новые свойства системы ЧПУ, такие как возможность отработки и корректировки программы непосредственно на станке, что значительно ускоряет процесс освоения обработки новой детали, возможность работы без перфоленты, от внутренней памяти мини-ЭВМ, что значительно повышает надежность системы, создает возможность коррекции кинематических погрешностей станка, значительно повышает его точность, обеспечивает возможность группового управления небольшим количеством станков и другие свойства, недоступные для обычных систем. Появление систем CNC позволяет более эффективно использовать адаптивное управление, так как отпадает необходимость в применении дополнительных дорогостоящих электронных устройств в системе управления станка.
Широко применяют в станках тиристорный электропривод, который более удобен в эксплуатации, чем гидропривод, а динамические свойства его не уступают гидравлическому, в отличие от электропривода на базе электромашинного усилителя, который не мог обеспечить приемлемых динамических свойств привода.
Во 2-м издании своей книги автор осветил основные вопросы современного состояния техники числового программного управления как у нас, так и за рубежом, чтобы разработчики станков и другого технологического оборудования могли представить себе возможность современных систем ЧПУ, а разработчики систем управления могли познакомиться с принципами построения и с конкретными схемными решениями различных узлов современных систем ЧПУ. Это, с одной стороны, поможет конструкторам станков и технологам более четко формулировать требования к системам ЧПУ, а разработчикам систем — применять более оптимальные и проверенные решения при создании новых систем или модернизации старых. Книга также будет полезна и эксплуатационному персоналу предприятий, использующих станки с ЧПУ, так как обычно ряд усовершенствований и доработок серийных станков и систем он проводит своими силами.
Новый материал, включенный в книгу, содержит вопросы кодирования информации при записи ее на перфоленту, описание ряда новых устройств преобразования информации и современных систем ЧПУ, датчиков типа индуктосин, тиристорных преобразователей. Значительно расширен раздел, посвященный подготовке программ.
Исключен материал, посвященный магнитной ленте и гидроприводу, так как магнитная лента в новых разработках как носитель декодированной информации не применяется, а гидропривод находит все более ограниченное применение. Исключен также материал по теории следящих приводов, как общеизвестный, и сокращен материал по теории информации; оставлены только сведения, необходимые для понимания дальнейшего изложения.
Приведенные в книге схемы некоторых узлов системы ЧПУ зарубежных фирм (Olivetti, Siemens) даны без изменения с соответствующими пояснениями, что сделано для того, чтобы познакомить наших специалистов с начертанием этих схем, так как в нашей стране эксплуатируется большое количество станков этих фирм.
Станки с фазовыми СПУ, т. е. с СПУ, у которых в следящем приводе применены датчики обратной связи фазового типа в виде вращающихся трансформаторов или индуктосинов, составляют более половины всего парка станков в нашей стране и еще больший процент за рубежом, если считать, что амплитудные СПУ, использующие такие же датчики обратной связи, являются разновидностью фазовых, так как их свойства аналогичны. В связи с этим мы сочли возможным сохранить прежнее название книги, несмотря на значительное изменение содержания.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................ 3
Глава I. Основные особенности систем числового программного управления ......................... 5
Автоматизация до появления СПУ ................. 5
Особенности СПУ и их развитие................... 8
Типовая ЧПУ и ее особенности................... 18
Особенности конструкции станков с СПУ............... 27
Погрешности станков с ЧПУ.................... 45
Глава II. Передача и преобразование информации в системах программного управления ................. 53
Процесс передачи информации.................... 53
Элементы теории информации.................... 57
Количество информации, содержащейся в чертежах деталей....... 63
Скорость передачи информации в СПУ ............... 67
Передача информации от чертежа к детали и понятие о процессе программирования ............................. 71
Перфолента в СПУ и кодирование информации............. 80
Контроль и редактирование программ ................ 95
Развитие ЭВМ и их основные параметры............... 103
Глава III. Цифровые устройства в СПУ............. 113
Элементы алгебры логики. Основные логические элементы и элементная
база............................... 113
Основные узлы цифровых устройств................. 128
Реализация некоторых функций с помощью цифровых устройств .... 135 Принцип работы, конструкция и технические характеристики устройства
ЧПУ типа Н55-2........................... 144
Устройство ЧПУ типа ИЛКО-3................... 152
Устройство ЧПУ типа CNZ-2.................... 163
Глава IV. Аналоговые устройства в СПУ............. 193
Основные методы преобразования информации из цифровой формы в перемещение .............................. 193
Индукционные датчики обратной связи................ 204
Схемы питания фазовых ДОС и их погрешности............ 217
Фазовые дискриминаторы...................... 224
Фазовые преобразователи...................... 250
Амплитудные преобразователи ................... 255
Типовая схема аналоговой части современной СПУ.......... 261
351
Глава V. Следящий привод в СПУ................ 273
Общие соображения ........................ 273
Требования к быстродействию СП.................. 275
Требования к идентичности и постоянству усиления СП........ 277
Процессы разгона и торможения СП ................ 281
Обеспечение требуемых параметров СП................ 293
Операционные усилители...................... 320
Тиристорные преобразователи.................... 327
Список литературы.................... 345
Предметный указатель........................ 348
Цена: 300руб.
