Классификации систем ЧПУ

Существуют различные классификации систем ЧПУ - в зависимости от группы рассматриваемых признаков. Наиболее известны следующие классификации:

· по уровню технических возможностей;

· по технологическому назначению;

· по числу потоков информации;

· по принципу задания программы;

· по типу привода;

· по числу одновременно управляемых координат

Например, при классификации систем ЧПУ по технологическому назначению определяющим признаком является тип и количество программируемых перемещений исполнительных органов станка. По этому признаку системы ЧПУ подразделяются на следующие виды:

· позиционные;

· прямоугольные;

· формообразующие

· контурно-позиционные

В отечественных стандартах на станки с ЧПУ принято учитывать в обозначении станка установленный на нем вид системы ЧПУ. Станки с позиционными и прямоугольными системами управления имеют индекс «Ф2», станки с формообразующими системами – индекс «Ф3», многоцелевые (сверлильно-фрезерно-расточные) станки с контурно-позиционными системами управления – индекс «Ф4».

В таблице 2.1 показаны примеры обозначения некоторых станков и систем ЧПУ, в таблице 2.2-примеры отечественных УЧПУ для станков основных групп.

Таблица 2.1

Обозначение некоторых станков и систем ЧПУ

Таблица 2.2

Примеры отечественных УЧПУ для станков основных групп

Из иностранных систем ЧПУ можно отметить FANUC (Япония), Sinumeric (Германия) и др.

Ниже приводятся характеристика и назначение разновидностей различных систем ЧПУ.

Рисунок 2.5 - Позиционная система ЧПУ	Позиционные системы ЧПУ представляют собой наиболее простой вид управляющей системы. По каждой координатной оси программируется только величина перемещения исполнительного органа до заданной позиции, а траектория перемещения может быть произвольной. Перемещение из позиции в позицию совершается на максимальной скорости. Перемещение в процессе обработки после достижения заданной позиции допускается исключительно по прямой линии и с рабочей подачей. Позиционные системы ЧПУ используются, когда обработка происходит только в определенных позициях на плоскости, например, в сверлильных и координатно-расточных станках (рис. 2.5).
Рисунок 2.6 - Прямоугольная система ЧПУ	Прямоугольные системы ЧПУ программируют перемещения исполнительных органов станка только поочередно вдоль одной из координатных осей. Скорость подачи при перемещении в заданную позицию и в процессе обработки задается управляющей программой. Прямоугольные системы ЧПУ используются в тех случаях, когда обрабатываемые контуры заготовки можно расположить параллельно осям координат, например при продольном точении или плоскопараллельной фрезеровке (рис. 2.6).
Рисунок 2.7 - Формообразующая система ЧПУ	Формообразующие системы ЧПУ реализуют движение исполнительного органа станка одновременно по двум и более осям координат, за счет чего появляется возможностьпроизводить обработку контуров и поверхностей сложной формы. В данных системах используют как минимум двух координатный интерполятор, выдающий управляющие сигналы сразу на соответствующее количество приводов подач (рис. 2.7).

Прямоугольные и формообразующие системы ЧПУ относятся к контурным (непрерывным) системам. Контурные системы ЧПУ обеспечивают автоматическое перемещение исполнительных органов станка по управляющей программе, которая задает траекторию перемещения и контурную скорость, с которой оно выполняется. Многоцелевые (сверлильно-фрезерно-расточные) станки с ЧПУ оснащаются, как правило, гибридными контурно-позиционными системами управления, позволяющие оптимизировать управление станка в зависимости от вида обработки.

Формообразующие системы ЧПУ в настоящее время являются наиболее распространенным видом ЧПУ. Они имеют несколько уровней сложности, в зависимости от количества одновременно управляемых осей координат:

· 2D, 2½D, 3D, 4D и 5D- формообразующие.

	Рисунок 2.8 - 2D-формообразующая система ЧПУ	2D – формообразующая система ЧПУосуществляет одновременное управление двумя осями координат станка. В результате на станке можно выполнять перемещения исполнительных органов по прямой линии и по дуге. Обычно данная система ЧПУ применяется на токарных станках. На фрезерных станках 2D-формообразующая система ЧПУ, как правило, не устанавливается, т.к. фрезерный станок имеет три оси координат, и одна из осей станка остается без управления системой ЧПУ (рис. 2.8).
	Рисунок 2.9 - 2½D-формообразующая система ЧПУ (управляемые перемещения в плоскости XY) Рисунок 2.10 - 2½D-формообразующая система ЧПУ (управляемые перемещения в плоскости XZ) Рисунок 2.11 - 2½D-формообразующая система ЧПУ (управляемые перемещения в плоскости YZ)	2½D – формообразующая система ЧПУ делает возможным перемещение исполнительных органов по трем осям координат станка. Но при этом одновременно управляемыми являются только две оси, а третья ось остается при этом неподвижной и служит в качестве установочной для отдельно выполняемого подвода и отвода инструмента. После выполнения заданной команды на перемещение в указанной плоскости обработки система ЧПУ может переключиться на перемещение в любой другой плоскости. В зависимости от выбранной плоскости обработки, возможно одновременное управление разными осями таким образом, что движения исполнительных органов станка происходят в следующих плоскостях: - плоскость XY (рис. 2.9), - плоскость XZ (рис. 2.10), - плоскость YZ (рис. 2.11)
Рисунок 2.12 - 3D-формообразующая система ЧПУ	3D – формообразующая система ЧПУ делает возможным управляемое перемещение исполнительных органов одновременно по трем осям координат станка. Благодаря этому становится возможным обработка сложных пространственных контуров без изменения положения заготовки на станке (рис.2.12).

2½D – формообразующая система ЧПУ широко применяется в простейших фрезерных станках с ЧПУ, имеющих, как правило, шаговые приводы подач. Она позволяет выполнять на этих станках обработку контуров и поверхностей сложной формы, однако при этом обработка объемных контуров ведется послойно в одной выбранной плоскости обработки.

3D - формообразующей системой ЧПУ в настоящее время оснащается большинство промышленных фрезерных станков с программным управлением.