Расширение технологических возможностей станка с ЧПУ на основании модернизации

Цели и особенности модернизации станка с числовым программным управлением

При модернизации станков с числовым программным управлением получают следующие положительные эффекты:

1. Интеграция системы числового программного управления в информационное пространство предприятия.
2. Улучшение процесса обслуживания станка.
3. Возможность обработки более сложных деталей и поверхностей.
4. Увеличение точности обработки.
5. Расширение функций системы управления и увеличение объема программного обеспечения.

При модернизации станка с числовым программным управлением с целью расширения его технологических возможностей, модернизации могут подвергаться следующие составляющие:

1. Исполнительные и информационные устройства.
2. Средства управления и организации интерфейса оператора.
3. Устройства преобразования сигналов.
4. Программное и алгоритмическое обеспечение.

При разработке проекта модернизации применяется системный подход, позволяющий раскрыть целостность процесса проектирования в условиях большого количества и разнообразия типов связей, а также объединить цифровые и аналоговые каналы, аппаратные и программные средства, электронные и механические устройства. Процесс проектирования базируется на технологическом процессе, в котором задействован станок. Его технологическими критериями являются поддержка технологических режимов и параметров, гибкость и надежность системы управления, а также производительность процесса. Самой важной задачей модернизации станка с числовым программным управлением является поиск решений, которые обеспечивают увеличение точности обработки деталей. Точность обработки деталей станком с числовым программным управлением зависит от:

• нелинейности в каналах обратной связи и управления;
• сил трения и зазоров в кинематических звеньях;
• параметров и структуры регуляторов;
• погрешностей расчетов;
• динамических и статических погрешностей, а также места установки датчиков;
• упругих отклонений инструмента и деталей в динамических и статических режимах;
• влияния внешних возмущений.

Задача увеличения точности решается посредством анализа механизма формирования погрешностей и разработки комплексных мероприятий, которые направлены на: выбор оптимальной структуры управления, увеличение чувствительно контрольно-измерительной аппаратуры, выбор оптимального алгоритма регулятора, обеспечение необходимой вычислительной мощности и быстродействия управляющего контроллера.

Производительность – это показатель, определяемый как величина, обратная сумме потерь времени на выполнение вспомогательных операций, выполнение ремонтных работ и т. п.

Таким образом решение задачи производительности заключается в уменьшении потерь времени. Для уменьшения потерь времени в первую очередь увеличивается уровень надежности всех составляющих системы. Надежность объекта заключается в его способности сохранять во времени в установленных пределах всех параметров, которые характеризуют его способность выполнять необходимые функции в заданных условиях и режимах применения, транспортирования, хранения и технического обслуживания. Самыми эффективными средствами увеличения уровня надежности являются: разработка развитой системы диагностики, выбор элементов с наименьшей вероятностью отказов, проектирование средств защиты от аварий. Еще один показатель, который характеризует производительность - коэффициент технического использования, характеризующий степень производительного использования станка. Для его увеличения расширяют функциональные возможности системы числового программного управления, обеспечивая универсальность и быструю переналаживаемость станка.

Этапы разработки проекта модернизации станка с числовым программным управлением

В общем виде процесс разработки проекта модернизации станка с числовым программным управлением выглядит следующим образом:

1. Анализ кинематики станка.
2. Обоснование количества и типа управляемых и контролируемых параметров.
3. Обоснование направления модернизации.
4. Разработка схемы электроавтоматики и подключения числового программного управления.
5. Обоснование серии системы числового программного управления.
6. Уточнение функциональной схемы.
7. Разработка электрических принципиальных схем сопряжения.
8. Разработка схем сопряжения системы числового программного управления с внешними устройствами.