Многоцелевые станки с ЧПУ (рис. 14.16) являются достаточно слож­ными агрегатами с различными функцио­нальными устройствами, которые в ряде случаев отсутствуют у обычных станков с ЧПУ. К таким устройствам от­носятся, в частности, инструментальные магазины большой емкости с механиз­мами АСИ, системы взаимосвязанных столов-спутников с позициями ожида­ния и замены, мощная система уборки

Выключить УЧПУ.

Подстыковать перфоратор ПЛ - 150М к разъему на передней двери устройства и первичной сети питания.

Автоматический режим при считыва­нии УП с перфоленты. Работа выпол­няется следующим образом.

В режиме ввода ввести програм­му ТРАНСЛЯТОР УПРАВЛЕНИЯ ПРО­ГРАММ (%200) с формата НЗЗ.

В режиме ввода ввести программу размеров инструмента (%ЗХХ).

В режиме ввода ввести програм­му коррекции (%4ХХ).

Подготовить станок к работе в соответствии с инструкцией по его эксплуатации.

Установить соответствующую за­готовку на станок.

Нажать на кнопку АВТОМАТИ­ЧЕСКИЙ С ПЕРФОЛЕНТЫ (/) в фор­мате НЗЗ.

Включить ФСУ, нажать на кнопку Ф на ФСУ и установить перфоленту с УП в формате НЗЗ. Нажать на кнопку ПУСК и отжать кнопку Ф на ФСУ.

Набрать % 1ХХ на ПО УЧПУ, если на перфоленте с УП есть номер за сим­волом %, или набрать %000, если на перфоленте с УП есть только символ %, и нажать на кнопку ВЫВОД (51). Происходит ввод перфоленты и на экране ВКУ высвечивается команда ГОТОВ.

Нажать на кнопку ПУСК (76), при этом происходит отработка УП в фор­мате НЗЗ.

Примечание. Работа в режиме АВТО­МАТИЧЕСКИЙ С ПЕРФОЛЕНТЫ возможна только при наличии перфоленты «Транслятор с УП в формате НЗЗ».

И транспортирования стружки, магазин и система замены шпиндельных голо­вок и др. (см. гл. 3).

Как уже указывалось, все современ­ные многоцелевые станки оснащаются УЧПУ класса CNC высокого уровня. Эти УЧПУ имеют мини-ЭВМ с расширен­ной памятью, что позволяет хранить и использовать обширную технологическую информацию.

Все особенности многоцелевых стан-

Рис. 14.16. Общий вид много­целевого станка:

/ — электрошкаф; 2 — пульт УЧПУ; 3 — цепной инструмен­тальный магазин; 4 — устрой­ство АСИ; 5 — поворотная стой­ка с системой замены много­шпиндельных головок; 6 — Шпиндель (с установленной мно­гошпиндельной головкой); 7 — ограждение: 8 — стружечный транспортер с системой очистки; 9 — поперечный стол; 10 — Стол-спутник; 11 — привод вер­тикального перемещения шпин­дельного узла;12 — продольный стол

Ков предопределяют, как правило, срав­нительно длительный цикл обработки сложных деталей. Деталь с одной уста­новки обрабатывается с нескольких сто­рон, причем операции и переходы резко отличаются по сложности, по количеству используемого инструмента, по уровню режимов и т. п. К тому же следует учесть высокую степень автоматизации всех процессов при работе на станках.

Важной особенностью многоцелевых станков является их работа при повышен­ной температуре. В связи с высоким коэффициентом использования в течение одной-двух рабочих смен подряд станок может значительно нагреваться и иметь заметные температурные деформации. Известно, что на операционных станках спустя некоторое время после начала смены происходит в связи со стабили­зацией температуры стабилизация поло­жения рабочих органов. Для МС не существует столь строгой зависимости, так как непрерывно меняются режимы, высокие скорости вращения шпинделя чередуются с низкими. Зависимость тем­пературных деформаций от времени при­обретает характер сложной колебатель­ной функции, в которой разогрев узлов и механизмов чередуется с их остыва­нием. Размах колебаний зависит от про­должительности отдельных инструмен­тальных переходов и частот вращения шпинделя. Поэтому характер темпера­турных деформаций узлов станка необ­ходимо учитывать при разработке УП. Взаимосвязанные поверхности не следует обрабатывать на резко отличающихся режимах. В начале работы, когда станок еще холодный, необходимо вы­делить 15—20 мин для его разогрева, а затем поднастроить положение нуля программы. Этот нуль следует периоди­чески проверять. В работе станка не­обходимо предусматривать паузы.

Определенные особенности имеет ха­рактер работы многоцелевых станков, входящих в состав участков и линий ГПС, в полностью автоматическом ре­жиме [60]. Поэтому приведем лишь общую схему подготовки станка к ра­боте.

Разнообразие многоцелевых станков предопределяет различные схемы их настройки. Поэтому приведем лишь общую схему подготовки станка к работе.

Общая схема подготовки станка к работе. После доставки к станку нала­женных на размер инструментов и крепежных приспособлений наладку станка (а в дальнейшем и его работу) можно осуществлять по следующей схеме.

Установить приспособления на основной стол станка и на сменные столы-спутники в позиции ожидания и замены.

Расставить налаженные на размер инструменты или в соответствующие гнезда магазина (при кодировании гнезд), или в последовательности исполь­зования, или произвольно (при кодиро­вании инструмента).

Сверить фактические координаты вершин режущих кромок с запрограм­мированными, ввести в УЧПУ соответ­ствующие значения коррекции на длину инструментов.

Сверить фактические диаметры фрез с запрограммированным и ввести с пульта в УЧПУ соответствующие зна­чения коррекций на радиусы, равные половине разности указанных диаметров.

Примечание. В ряде станков дан­ные инструмента для коррекции вводятся отдельно и сразу с перфоленты. Существует вариант загрузки магазина станка инструмен­том с помощью системы АСИ при одновре­менном автоматическом вводе в УЧПУ кор­рекции на длину (диаметр) инструмента. Для этого инструмент вручную устанавли­вают в шпинделе станка, а на пульте УЧПУ набирают код инструмента и номер соот­ветствующего корректора. Инструмент на руч­ной подаче доводят базовой точкой (верши­ной) до упора в базовую (нулевую) по­верхность приспособления. Значение его вылета, определяемое по табло индикации, вводят с пульта в УЧПУ. Это и есть действи­тельная величина коррекции. Далее с по­мощью системы АСИ инструмент загружается в нужное гнездо магазина, а в шпинделе устанавливается следующий и т. д. Данные для коррекции каждого инструмента хра­нятся в памяти ЭВМ УЧПУ и вызываются в случае необходимости командами УП. Рассмотренный метод делает излишними предварительную настройку и измерение ин­струмента.

Используя индикаторную оправку и мерный настроечный кубик, найти

Положение нуля программы, вернуть ра­бочие органы станка в нуль станка.

Ввести с пульта в УЧПУ требуе­мые по УП значения смещений рабочих органов из нуля станка в нуль про­граммы.

Установить в фотосчитывающее устройство (ФСУ) перфоленту и ввести в УЧПУ управляющую программу.

Примечание. Современные УЧПУ многоцелевых станков не имеют встроенных ФСУ. В эти станки исходная УП вводится с перфоленты с помощью переносного ФСУ, с магнитной кассеты или диска и хранится в памяти УЧПУ, так же как и отредакти­рованная рабочая УП. Возможен также ввод УП с пульта УЧПУ или по каналам связи от базовой ЭВМ.

Проверить введенную в УЧПУ программу моделированием процесса обработки на экране дисплея. Выпол нить редактирование УП.

Проверить УП на станке в хо­лостом режиме, отрабатывая УП отдель­ными кадрами.

Обработать первую деталь, конт­ролируя траекторию, заданную УП, на экране дисплея. Контролировать деталь по отдельным параметрам. Ввести кор­рективы в УП.

Кратко рассмотрим организацию ос­новных режимов на многоцелевом станке с УЧПУ класса CNC. Станком можно управлять как с пульта станка, так и с пульта оператора УЧПУ.

Управление станком с пульта, рас­положенного на станке. С пульта станка можно задать следующие режимы:

Наладка; в этом режиме осуществимы безразмерные или фиксированные пере­мещения исполнительных органов станка

Поле 30

Поле 27

Поле 3

Поле 24

Поле 31

Поле 32

Поле 6

Поле 33

Поле 5

Поле 7

Поле 23

Поле2

Поле 10

Рис. 14.18. Поля для информации на дисплее в одном из режимов работы УЧПУ

И управление электроавтоматикой станка с пульта оператора УЧПУ;

Исходное положение — перемещение исполнительных органов станка в исход­ную точку по координатам;

Выход в точку — перемещение испол­нительных органов станка в точку, пред­шествующую найденному (указанному) кадру УП, т. е. возврат на траекторию;

Штурвал — перемещение исполни­тельных органов станка соответствую­щими штурвалами.

Управление станком с пульта опера­тора УЧПУ (рис. 14.17). Работа с УЧПУ в диалоговом режиме позволяет быстро наладить станок на выполнение требуе­мой УП и запустить его в работу. Актив­ность оператора значительно возрастает, если модель УЧПУ позволяет широко использовать для проработки различных режимов принцип режимного «меню». Такие модели обычно имеют ряд много­функциональных клавиш, что позволяет быстро переходить из основного режима в подрежим, а из подрежима в следую­щий подрежим, возвращаться в группу основных режимов и т. д. В общем случае УЧПУ, управляющее станком в диалоговом режиме, имеет развитый пульт оператора с дисплеем. Дисплей обеспечивает основную индикацию пото­ков информации при работе УЧПУ. Чтобы повысить точность работы, на экране дисплея в каждом режиме УЧПУ для определенной информации выде­ляются определенные участки (поля) (рис. 14.18).

В общем случае при работе с пульта УЧПУ можно задать следующие режимы подготовки и работы станка:

Ввод/вывод УП или другой информа­ции; информацию в оперативную память ЭВМ и УЧПУ можно вводить с перфо­ленты через фотосчитывающее устрой­ство, с пульта оператора ручным на­бором или по каналам связи от внешней ЭВМ; а выводится информация на одно из периферийных устройств ЭВМ, на­пример на перфоратор (перфоленту) или пишущее устройство;

Библиотека УП; в этом режиме про­сматривается и формируется в памяти ЭВМ УЧПУ библиотека УП;

Редактирование — изменение введен­ной (имеющейся) информации УП с пульта оператора;

Коррекция — работа с корректорами станка и УЧПУ;

Автомат — рабочий режим, в кото­ром заданная УГ1 отрабатывается стан­ком;

Тест — проверка работоспособности УЧПУ, станка и принятой УП.

Очистка — очистка оперативной па­мяти ЭВМ УЧПУ и обнуление элемен­тов электроавтоматики;

Установка — формирование програм­много обеспечения под конкретную мо­дель станка.

При подготовке станка к работе
режимы и подрежимы задаются много­функциональными клавишами 0—9 (см. рис. 14.17). При этом на поле 2 (рис. 14.18) индицируется номер на­жатой клавиши, а на поле 27 — назва­ние режима (подрежима). Поле задей­ствованного режима подсвечивается.

Часть клавиатуры пульта операто­ра — двухрегистровая. Нижний регистр используется для задания символов рус­ского алфавита, например при записи комментариев к тексту УП. Переклю­чаются регистры нажатием кнопки «РЕЖ». На нижнее поле экрана дисплея выводится перечень основных режимов (рис. 14.19, а). При этом на экране высвечивается информация о состоянии УЧПУ и станка.

Подрежим ввода УП устанавли­вается в УЧПУ при нажатии функцио­нальной клавиши 0. При этом на экран дисплея выводится меню подрежимов ввода/вывода (рис. 14.19,6). В предло­женном меню клавиши 0 и 1 (заштри­хованы на рисунке) являются функцио­нальными, а клавишами 3, 5, 6 вызы­ваются последующие подрежимы. Так, клавишей 3 вызывается подрежим ввода УП с пульта оператора (рис. 14.19, в), где все клавиши, кроме 7, являются функциональными. Седьмой же клавишей вызывается уже следующий уровень под­режимов — подрежимы ввода кадра УП (рис. 14.19, г). Клавиша 9 обеспечивает возврат к вышерасположенным подрежи­мам.

Рис. 14.19. Подрежимы ввода/вывода на экране дисплея

Для ввода УП с ФСУ необходимо подготовить это устройство к работе и установить перфоленту. Вызвав режим «ВВ/ВЫВОД» нажатием клавиши 0, следует затем нажать на клавишу 1, которая будет иметь значение «ВВ ФСУ». На дисплее при этом (рис. 14.20, а) Будут высвечены (поле 27, см. рис. 14.18) основной режим «ВВ/ВЫВОД», номер зоны оперативной памяти УЧПУ («0») и свободная емкость памяти зоны в бай­тах (например, 32122). Надпись «СТОП» означает, что станок не работает. Название подрежима на клавише 1 («ВВ ФСУ») подсвечено. Окончание ввода программы с перфоленты указы­вается на экране дисплея (рис. 14.20, б) информацией «ИСПОЛНЕНО» (поле 23,

См. рис. 14.18), при этом высвечивается оставшийся объем оперативной памяти в зоне «0» (например, 29256).

Подрежим ввода УП с пульта опера­тора («ВВОД ПО») включается нажа­тием клавиши 3 (см. рис. 14.19,6). При этом в УЧПУ автоматически уста­навливается выбранная зона памяти с указанием свободной емкости этой зоны в байтах, например «ЗОНА 0 29256» (рис. 14.21, а), высвечивается символ начала УП с нулями: % 0000. В начале поля 1 дисплея (см. рис. 14.18) инди­цируются символ > («больше»), указы­вающий направление ввода информации, символ начала УП %, символ конца кадра («звездочка») и символ конца ин­формации. В нижней части экрана дисп­лея (в зоне 10 — см. рис. 14.18) за­дается список подрежимов для ввода УП с пульта оператора (рис. 14.21, а).

В процедурах занесения, редактирова­ния, определения места информации УП участвует маркер (светящийся прямо­угольник), который перемещается нажа­тием клавиш «ВПЕРЕД», «НАЗАД».

При каждом нажатии клавиши поло­жение маркера изменяется на один адрес УП вправо или влево соответственно.

Действия оператора по вводу - ин­формации УП следующие:

Маркер устанавливается перед симво­лом конца кадра (*);

На клавиатуре пульта набирается не­обходимый адрес с числовым значением; при этом набираемая информация ин­дицируется в поле 7 дисплея (под над­писью «СТОП»);

Нажатием клавиши 6 («ВСТАВИТЬ») информация записывается в строке поля 1 дисплея;

Клавишей 0 («ВПЕРЕД») маркер

Перемещается на введенную часть ин­формации, т. е. в положение перед «звездочкой»;

С клавиатуры пульта набирается следующий адрес кадра и т. д.;

Набор кадра завершается нажатием клавиши ПС (конец кадра) на клавиа­туре пульта. При этом маркер автома­тически устанавливается на начало сле­дующей строки УП. После ввода опреде­ленного количества строк УП (две­надцать строк) маркер автоматически выходит в начальную позицию для за­писи следующей «страницы» УП.

Пример. Порядок действий при вводе под­режима «ВВОД ПО» для состояния УЧПУ,

Определенного на рис. 14.21, а. На клавиа­туре пульта оператора набираем цифру 15, на поле индикации вводимой информации эта цифра показывается (рис. 14.21,6). На­жимаем клавишу б («ВСТАВИТЬ»), и номер программы записывается в строке на экран дисплея (рис. 14.21, в). При этом поле маркера автоматически увеличивается за адресом % на величину введенной цифры.

На клавиатуре пульта набираем адрес N и число 1 (кадр номер один). На поле инди­кации вводимой информации высвечивается N1 (рис. 14.21, г). Нажатием клавиши «ВСТАВИТЬ» информация записывается в строку УП. Клавишей «ВПЕРЕД» маркер смещается на шаг, занимая место перед «звездочкой» (рис. 14.21,(9). Далее с клавиа­туры пульта вводим (рис. 14.21, е) GO («ВСТАВИТЬ», «ВПЕРЕД»), Z70 («ВСТА­ВИТЬ», «ВПЕРЕД»), После нажатия кла­виши ПС («ВСТАВИТЬ», «ВПЕРЕД») мар­кер устанавливается в начале второй строки УП (рис. 14.21, ж).

Текст УП редактируется в режиме «РЕДАКТОР», который имеет ряд под­режимов. Редактировать можно или толь­ко что введенную УП, или вызванную из библиотеки и хранящуюся в памяти УЧПУ. «Страница» УП высвечивается на экране дисплея (рис. 14.22, а). Заменять какую-либо информацию надо следую­щим образом. Клавишами «ВПЕРЕД» («НАЗАД») маркер устанавливают 576 Перед адресом, который надо изменить (рис. 14.22, б). На пульте оператора на­бирают необходимое слово (адрес и чис­ло), например Z71 (рис. 14,22, в). На­жатием клавиши «ЗАМЕНИТЬ» набран­ное слово записывается в кадр, после чего маркер клавишей «ВПЕРЕД» сме­щают на измеренное слово (рис. 14.22, г). Для исключения слова маркер уста­навливают перед этим словом (рис. 14.22, д) и нажимают на клавишу «ИСКЛЮЧИТЬ», после чего маркер не­обходимо перевести на шаг вперед (рис. 14.22, е).

В режиме «АВТОМАТ» работой станка управляет УЧПУ. В этом режиме много подрежимов (рис. 14.23), что обеспечивает большие возможности при эксплуатации УЧПУ. Прежде всего при работе станка возможен вызов на экран дисплея большого количества информа­ции, характер которой определяется вы­бором соответствующей страницы (кла­виша 8). Нажатие клавиши увеличи­вает номер страницы на единицу. При общем числе страниц десять нулевая страница (и несколько других) обеспе­чивает текущую информацию о работе станка с указанием номера отрабатывае­мой УП, номера отрабатываемого кадра

УП (N), номера типовой подпрограммы, к которой было обращение (L), номер кадра в подпрограмме (N), числа по­вторений участка подпрограммы (Н), значения подачи (F), реальной частоты вращения шпинделя (S) и номера рабо­тающего инструмента (Т). При необходи­мости символы информации можно пред­ставлять в увеличенном или уменьшен­ном масштабе. В увеличенном масштабе выводится, например, информация о те­кущем кадре УП, а в уменьшенном — информация одновременно с нескольких страниц.

Подрежимы «БИБЛ. УП», «ПР. УП» (просмотр программы), «ПР. КОРР.» (просмотр корректоров) позволяет при работе станка выбрать УП, редактиро­вать ее и т. д., что позволяет сов­местить процесс работы на станке с процессом программирования. При этом работа над новой УП осуществляется в зонах оперативной памяти УЧПУ, не содержащих УП, отрабатываемую в дан­ный момент.

В подрежимах «КАДР» и «Р. КАДР» Ведется покадровая отработка програм­мы, а в подрежиме «ЦИКЛ» — отработ­ка цикла. Подрежимы «ТЕХН. ОСТ.» (технологический останов), «ВЫХ. В Т.» (выход в точку), «БЛ.» (блокировка станочных констант) осуществляют уп­равление станком в соответствии с их назначением.

Большие возможности обеспечивает работа УЧПУ в режиме «ТЕСТ», под­режимы которого позволяют выводить на экран, дисплея графическую информацию как при проверке УП, так и при ее отработке.

Диагностика режущего инструмента. В многоцелевых станках, работающих в автоматическом режиме в составе авто­матизированных участков, широко ис­пользуются различные системы диаг­ностики режущего инструмента [60]. Наиболее распространенным способом контроля текущего состояния инструмен­та является измерение какого-либо силового фактора процесса резания.

Устройство управления контролем (такие устройства получили название мониторов) для рассмотренного метода должно быть предварительно обучено.

В процессе обучения при работе но­вым инструментом (рис. 14.24) в память монитора поступают данные о факти­ческих условиях резания. Затем в произ­водственном цикле эти данные служат ориентиром для оценки фактического состояния инструмента. По выбору техно­лога устанавливают одно из двух воз­можных ограничений: непревышение максимального значения нагрузки от сил резания, невыход за границы верхнего и нижнего пределов допустимых отклоне­ний от номинального (эксперименталь­ного) значения нагрузки. Наиболее опти­мальной схемой контроля является одно временное измерение двух силовых пара­метров резания: вращающегося момента на шпинделе и усилия подачи. Такой суммарный контроль позволяет разрабо­тать модель, уверенно идентифицирую­щую изнашивание и поломку инструмен­та. Это позволяет заменить инструмент в необходимый момент, что осущест­вляется обычно автоматически.

Инструментальные мониторы, выпол­няющие функции контроля и диагности­рования инструмента, являются доста­точно сложными микропроцессорными системами, располагающими цифровыми и аналоговыми входами и выходами. Помимо текущего контроля за силовыми характеристиками процесса резания мо­нитор собирает информацию о времени фактического использования каждого режущего инструмента для своевремен­ной его замены. При соответствующем ПМО монитор становится главным зве­ном в контуре адаптивного управления станком (этот контур обычно замыкается через УЧПУ). В системе адаптивного предельного управления монитор, актив­но используя данные наблюдения за процессом резания, обеспечивает пред­охранение станка и приспособлений по верхнему уровню крутящего момента. При этом осуществляются также защита инструмента по соответствующим до­пустимым уровням нагрузки на каждый инструмент. Определенный уровень наг­рузки (низкий) может быть использован для включения — выключения подачи СОЖ. Таким образом, охлаждение всегда будет выключено, пока не происходит процесс резания.

Нижние уровни нагрузок, определяе­мые монитором, могут служить также для фиксации момента соприкосновения инструмента с заготовкой, что исполь­зуется в различных целях. При опре­деленных верхних уровнях силовых пара­метров по команде монитора можно полностью отключить станок или авто­матически плавно уменьшить подачу при поддержании заданных значений сил резания. В рассмотренной системе мони­тор, как правило, выполняет функции контроля и диагностирования инструмен­та в полной мере, а функции принятия решений — частично. Поэтому обычно монитор связан каналами управления с УЧПУ станком, с имеющимися в систе­ме управления станком программируемы­ми контроллерами и с диспетчерским тер­миналом гибкой производственной ячей­ки, в которой работает данный станок.