Система непрерывного контурного числового программного управления

Характерной чертой непрерывных систем программного уп­равления является наличие функциональной зависимости между скоростями перемещений рабочих органов станка. Системы раз­личают по количеству одновременно управляемых и взаимосвя­занных координат.

Двухкоординатные системы программного управления дают возможность осуществить согласованные перемещения двух взаимноперпендикулярных или линейного и поворотного рабо­чих органов. Если обозначить скорость одного из них υ_х, а дру­гого υ_у, то между значениями υ_х и υ _у должна существовать функциональная зависимость υ_x=f(υ_у) или υ_у=f(υ_х). В зави­симости от принятой для управления функциональной зависимо­сти станки, оборудованные двухкоординатными системами, по­зволяют вести обработку произвольных прямолинейных и криво­линейных контуров, лежащих в одной плоскости. Автоматизация перемещения третьего направления в этих системах отсутствует. Часто такие системы называют контурными. Встречаются 2,5-координатные контурные системы ЧПУ (это название условно). Имеются в виду системы программного управления, у которых непрерывное управление перемещением может быть осуществле­но только для двух направлений, а по третьему производится «строчная» подача с позиционным управлением. Такое управле­ние иногда применяют при обработке на фрезерных станках.

Трехкоординатные системы программного управления позво­ляют вести непрерывную обработку в трех направлениях, обеспе­чивая необходимую функциональную связь между перемещения­ми или скоростями трех рабочих органов станка.

Обработка особо сложных объемных деталей связана с не­обходимостью иметь возможность непрерывного управления не только поступательными перемещениями трех взаимно перпен­дикулярных рабочих органов, но и поворотом деталей вокруг одной (четырехкоординатные системы) или двух осей (пятикоординатные).

Перемещения рабочих органов в непрерывных системах используются как для установочных движений, так и для подачи при резании. Холостые перемещения могут совершаться на зна­чительные расстояния и для сокращения затрат времени долж­ны происходить с возможно большими скоростями — такими же, как и при позиционном управлении. Рабочие подачи выбираются в зависимости от условий работы. Для обработки криволиней­ных поверхностей между скоростями перемещения соответству­ющих органов должна существовать нужная функциональная зависимость. Она может быть различной для разных участков обрабатываемой поверхности, имеющих различные геометричес­кие параметры. Для удовлетворения этих требований привод подачи должен обладать возможностью бесступенчатого измене­ния скорости в очень широком диапазоне, большим быстродей­ствием и малыми динамическими и статическими погрешностя­ми. Для этих целей в современном станкостроении широко при­меняются моментные двигатели постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов или двигатели переменного тока с частотным регулированием скорости.

Для осуществления процесса формообразования в станках с контурными системами программного управления необходимо, чтобы в каждый момент времени обеспечивалось согласованное движение, исполнительных органов станка по двум или больше­му числу координат. Для этого информация должна поступать в систему управления непрерывно в соответствии с требуемым законом движения по каждой координате. Однако отличительной особенностью систем числового программного управления яв­ляется то, что исходная программа в них всегда задается в виде отдельных числовых блоков информации или кадров, которые рассчитываются по чертежу детали только для конечного числа точек на ее поверхности. В системах непрерывного управления эти точки называются опорными. Они выбираются на обрабаты­ваемой поверхности таким образом, чтобы была обеспечена требуемая точность изготовления детали. При этом заданная траектория между опорными точками аппроксимируется уже в самой системе управления отрезками прямых или кривых линий. Непрерывное поступление информации в систему управле­ния в соответствии с выбранным способом аппроксимации обра­батываемого контура между опорными точками осуществляется интерполяторами.

В современных системах ЧПУ постепенно стирается грань между контурными и позиционными системами. Они, как правило, обладают теми и другими возможностями, что обеспечивает высокие технологические возможности и высокую производительность.