Составными элементами комплекса числового программного управления являются системы: подготовки программ, обработки программной информации (числового управления), реализации программ (собственно станок) и технологической подготовки.

Система подготовки программ с управлением от перфоленты включает цифровую вычислительную машину или настольные клавишные (электрические) счетные машины и ручной перфоратор для пробивки (перфорации) программ. Система подготовки программ с управлением от магнитной ленты содержит те же элементы, что и при управлении от перфоленты, и, кроме того, устройство записи на магнитную ленту.

Система обработки программной информации реализуется интерполятором, который преобразовывает вводимую в него с помощью перфоленты информацию (в виде приращения по координатным осям) в определенную последовательность распределенных по времени и по координатным осям импульсов, каждый из ко-; торых соответствует элементарному перемещению на шаг рабочих органов станка. Это элементарное перемещение называется ценой импульса и обычно составляет 0,01-0,02 мм.

Реализация программы заключается в определенных перемещениях рабочих органов станка, связанных с приводами подач, а также в автоматической установке инструмента, режимов обработки, включения зажимов, охлаждения.

Задача системы технологической подготовки заключается в подготовке исходных технологических данных для составления программы и разработки методов и способов настройки станка, выбора инструмента, способа базирования заготовки и г. п.

Функции, выполняемые отдельными элементами программного управления: устройства для ввода программы и преобразования ее в необходимые сигналы управления; промежуточная «память» - для запоминания и хранения в течение заданного времени сигналов, поступающих от устройства для ввода программы; интерполяторы - счетно-решающие устройства для вычисления координат промежуточных точек криволинейного контура изделия и подачи сигналов управления в период между двумя опорными точками криволинейного профиля; сравнивающее устройство - узел активного контроля, который сопоставляет величину фактического перемещения с заданной по программе, и при наличии разницы между ними обеспечивает перемещение рабочего органа, прекращающееся при достижении равенства фактического и заданного перемещений; командные устройства - преобразуют сигналы в командные импульсы, непосредственно управляющие исполнительными механизмами- электромагнитными муфтами, электромагнитами, гидравлическими золотниками и др.

Командные устройства сочетают в себе элементы сравнивающих устройств и обратной связи; приводы подачи (винтовые механизмы, гидроцилиндры, шаговые и другие двигатели) --для перемещения рабочих органов при срабатывании исполнительных механизмов.

Простая принципиальная схема программного упрТОГения станка с шаговым двигателем действует следующим образом: устройство для ввода программы подает сигнал к усилителю сигналов, оттуда он в виде электрического импульса поступает к шаговому двигателю, который работает прерывисто, осуществляя заданное перемещение рабочего органа при получении определенного количества сигналов.

Если длина хода равна 10 мм, а цена импульса 0,1 мм, то для перемещения на длину хода необходимо подать 100 сигналов. При этом отпадает необходимость в обратной связи, но повышаются требования к точности срабатывания исполнительных механизмов и прецизионности перемещения движущих частей станка при подаче импульсов.

Блок-схема станка с программным управлением (рис. 100) содержит: носитель программы 1 (перфокарта, перфолента, магнитная лента, магнитный барабан, кинолента); считывающее устройство 2 (щупы, фотоголовка, магнитная головка); листопротяжной механизм 5; узел управления 4, механизмы и устройства которого преобразуют команду от узла программы (позиции 1, 2. 5) в форму, понятную исполнительным органам, расшифровывают команды и перерабатывают программу с целью управления источниками мощности и исполнительными механизмами, реализующими заданную программу работы (механизмы скоростей, подач, управления органами станка).

Системы записи программ. Программы могут быть записаны (рис. 101) путем пробивки отверстий на перфорированных картах и лентах, световой записью штрихами на фотолентах и магнитной записью штрихами на магнитных лентах или магнитном барабане.

Перфорированные карты или ленты являются полосками плотной бумаги с пробитыми в них отверстиями (перфорациями).

Находясь между двумя электрическими контактами, они изолируют последние друг от друга и замыкают контакты, когда отверстия, расположены против контактов.

{Располагая отверстия по определенному коду, можно, перемещая перфокарту (перфоленту), создавать серию электрических сигналов для получения заданных размеров обработки или осуществления команд управления (подвода или отвода столов, суппортов, реверсирования и других команд).

Рис. 100. Блок-схема замкнутой системы программного управления станков

Существует несколько приемов кодирования и записи программ в десятичной, двоичной или смешанной систем счисления.

Пример записи числа по десятичной системе приведен на рис. 102, а. Лента разделена на десять горизонтальных дорожек, занумерованных от О до 9 и каждый участок имеет пять вертикальных строчек: первая подает сигнал на перемещение на 100 мм, вторая на 10 мм, третья на 1 мм, четвертая на 0,1 мм и т. д. Если надо

Ведущие тВершия

100 10

at cut

2* 2 2 2 2* 2 2 Z l"

Рис. 101. Виды записи програ*1м в натуральной единичной системе счисления:

а - на перфорированной карте-ленте путем пробивки отверстий, 6 - на фотопленке, световая, в - магнитная, на магнитном материале

110.100.010-Ш 110.110-5 S)

Рис. 102. Системы записи на перфоленте: а - по десятичному коду, б - по двоичному коду

переместить суппорт на 245,35 мм, то эту величину можно представить ка к сум му 2 • 100+4 10-f 5 • 1 -f- 3 • 0,1 -f- 5 • 0,01 = 245,35. Поэтому отверстия располагаются по такому коду: в строчке сотен - на второй сверху дорожке, в строчке десятков - на четвертой дорожке и т. д.

Десятичная система удобна только для простых программ, для сложных программ и перемещений на величины чисел с большим количеством знаков запись их на перфоленте удлиняется и пользоваться ими становится неудобно.

Наиболее удобной системой кодирования сигналов является двоичная (или бинарная) система, когда все чиача изображаются двумя цифрами: 1 и О, что упрощает запись программ и подачу сигналов, так как цифре 1 соответствует пробитое отверстие, а цифре О - не пробитое. Это удобно для считывающих и вычислитель-