Пятикоординатный обрабатывающий центр для высокопроизводительной и точной обработки произвольно расположенных поверхностей деталей. Часть 1: Методические указания к лабораторной работе, страница 3

Изменение направления движения происходит за счет реверса вала электродвигателя. Настройка скорости осуществляется в цепях управления двигателем, а изменение величины скорости – за счет изменения напряжения, подаваемого на двигатель. Необходимое направление и величина скорости движения (об/мин) задаются управляющей программой. Заданное значение скорости преобразуется в аналоговый сигнал, который подается в логический блок, где происходит сравнивание заданного значения скорости с фактическим. Фактическое значение скорости передается  от датчика обратной связи d1. Изменение частоты вращения двигателя будет происходить до тех пор, пока сигнал рассогласования между заданным и фактическим значением скорости не станет равным нулю.

Для расширения диапазона работы привода с постоянной мощностью используется двухступенчатая коробка скоростей. Кинематическая схема привода представлена на рис. 6. Передача движения от двигателя к шпинделю осуществляется либо посредством зубчатых колес 28/51 - 26/51 (первый диапазон -   12…975 мин^-1), либо 28/51 - 51/26 (второй диапазон - 976…3760 мин^-1). Зубчатая передача 30/30 предназначена для обеспечения возможности передачи движения на датчик угла поворота, если привод им оснащен.

Движение подачи Ф_S(X,Y) является сложным, состоящим из двух взаимозависимых элементарных движений, настраивается по всем пяти параметрам. На станке с ЧПУ обработка осуществляется в автоматическом режиме, поэтому, несмотря на то, что траектория движения подачи замкнутая, путь и конечная точка являются настраиваемыми параметрами.

  Как было отмечено выше, в станках с ЧПУ все привода выполняются автономными, поэтому внутренняя связь движения осуществляется через цепи управления приводами: U3-ЭМ2-N2-V2-L2-K2-C-F1-L3-K3-V3-N3-ЭМ3-U6 (рис.5). Во внутренней связи настраиваются все пять параметров движения. Внешняя связь осуществляет передачу энергии в привода станка по координатам X,Y. Исходные значения всех параметров движения задаются в управляющей программе.

Кинематическая схема привода по одной из координат (X,Y,Z) приведена на рис.7. Привод состоит из высокомоментного двигателя, оснащенного датчиком угла поворота и тахогенератором, и шарико-винтовой передачи. Датчики обратной связи по положению d4, d3 и по скорости d2,d5 снимают информацию непосредственно с вала двигателя (рис.5). Как видно из рисунка шарико-винтовая передача не охвачена обратной связью, поэтому к этому механизму предъявляются повышенные требования к точности изготовления, сборки и регулировки.  

Контурные СЧПУ функционируют в такой последовательности: построчное чтение программы с программоносителя; дешифрация и контроль вводимой информации; размещение этой информации в буферной памяти; передача информации из буферной памяти в рабочую после отработки предыдущего кадра программы; настройка узла задания скорости; заполнение буферной памяти информацией следующего кадра; интерполяция; поддержание постоянной контурной скорости; передача команд на станок через устройства связи (интерфейс). Контурные СЧПУ отличаются от позиционных, в основном, устройством отработки программы, состоящим из интерполятора и блока задания скорости.

Интерполятор является основным устройством контурной СЧПУ станком (орган настройки траектории F), которое осуществляет непрерывное поступление информации в систему управления в соответствии с выбранным способом аппроксимации обрабатываемого контура между опорными точками. В интерполяторах информация выдается в виде унитарного кода, представляющего собой последовательность импульсов. Количество этих импульсов по каждой координате равно числу в кодированном виде, введенному в интерполятор. Каждому дискретному импульсу в системе управления  соответствует определенное перемещение исполнительного органа станка, называемое ценой импульса. Интерполятор реализует алгоритм, основанный на методе оценочной функции, при котором моделируется алгебраическое уравнение воспроизводимой кривой. Сущность метода состоит в том, что после шага по какой-либо управляемой координате вычисляется вспомогательная функция F. Знак функции F определяет направление следующего шага, причем перемещение в результате этого шага приближает отрабатываемую траекторию к идеальной кривой.