Расчет и конструирование станков под автоматическим управлением

Автоматическое управление станком

Особенности функционирования станка при автоматическом управлении определяются алгоритмом управления и структурой станка. Структурой станка определяется его состав и связь между рабочими органами, а также вспомогательными механизмами и устройствами. Алгоритмом работы предписывается последовательность выполнения различных функций системы управления.

В большинстве случаев программа управления состоит из команд трех категорий:

1. Логические или служебные, которые обеспечивают правильность отработки станком технологических и цикловых команд.
2. Технологические, которые обеспечивают управление процессом перемещения рабочих органов станка с заданными подачами на необходимое расстояние во время обработки заготовки.
3. Цикловые, которые осуществляют переключение скоростей, подач, смену палет, выбор и смену инструментов, контроль точности обработки, включение и отключение подачи охлаждающей жидкости.

Основы расчета и конструирования станков под автоматическим управлением

Расчеты и конструирование являются составными частями проектирования, при этом конструирование главная составная часть проектирования. В процессе конструирования разрабатывается конструкция изделия, представляющая собой совокупность деталей, которые необходимы для выполнения готовым изделием его функций. Результат конструирования отражается на чертежах в виде размеров, формы, расположения деталей, технических требований к ним и т. п. Дополнительно в состав проектирования входят контроль правильности чертежей, проведение расчетов, составление описаний и спецификаций и т. п. Основными этапами проектирования станка под автоматическим управлением являются:

1. Разработка технического задания. На данном этапе конструктором обосновываются главные особенности проектируемого станка: размеры, масса, кинематическая структура, компоновка, особенности системы управления, основные характеристики и т. п.
2. Разработка эскизного проекта. На данном этапе осуществляется разработка чертежей узлов с принципиально новыми конструктивными решениями.
3. Разработка технического проекта. На данном этапе принимаются окончательные технические решения, определяются общие виды узлов.
4. Разработка рабочего проекта. В рабочем проекте должна содержаться вся документация, которая необходима для изготовления станка: электрическая и кинематическая схемы, рабочие чертежи всех узлов и деталей и т.п.

Иногда, например, при проектировании специальных станков, могут ограничиваться лишь частью этапов, а именно разработкой технического и рабочего проекта. Процесс конструирования опирается на технические расчеты. Расчетам подвергаются исходные данные (например, число ступеней скорости привода), размеры элементов конструкции. Благодаря расчетам определяют размеры, подтверждают или уточняют их правильность. В некоторых случаях результаты расчетов являются причиной отказа от первоначальной конструкции. Очень часто процесс проектирования связан с решением качественно новых задач, сопровождающимся внедрением последних научных достижений. При этом приходится конструировать без прототипов, освоенных методик и т. п. В данном случае конструирование сопровождается экспериментальными и теоретическими научно-исследовательскими работами.

Стандартизация и унификация играют важную роль в увеличении производства станков и их качества. Основой стандартизации и унификации является установление единообразия размеров и прочих требований к изделию. Для принятия окончательного решения о целесообразности конструкции изделия рассчитывается экономическая эффективность каждого варианта. Например, установив более дорогую автоматику, качество работы и срок эксплуатации которой выше, чем у более дешевой, получается экономический эффект, связанный с уменьшением количества брака, увеличением межремонтных периодов, увеличением точности обработки, увеличением производительности и уменьшением вовлеченности персонала, что также снижает вероятность ошибки, связанной с человеческим фактором.