Мониторинг состояния инструмента и процесса обработки

В МС предусматривается система предотвращения столкновений узлов. Столкновения из-за ошибок в УП или из-за неправильного ввода коррекции на инструмент можно предупредить или отследить с помощью математического обеспечения при подготовке и проверке УП, что дорого. Свести ущерб от столкновений к минимуму позволяют устройства контроля. Такие устройства могут быть механическими: в конструкцию узлов станка включаются предохранительные элементы, рассчитанные на определенную разрушающую нагрузку. При столкновении нагрузка превышает заданный уровень, что приводит к деформации или разрушению этих устройств. Однако, механические предохранительные устройства, как правило, не предотвращают повреждения режущего инструмента.

Для предотвращения столкновений предназначены специализированные электронные устройства: на МС устанавливают один или несколько датчиков, которые постоянно отслеживают параметры обработки и передают сигналы на устройство мониторинга, которое сравнивает получаемые параметры с заданными. В случае превышения предельных значений электронный блок мгновенно (не более 5 мс) выдает сигнал на остановку станка. Устройства для контроля столкновений выпускаются в различных исполнениях: интегрированные в систему управления станком; отдельно стоящие блоки; встраиваемые платы, которые устанавливаются на персональные компьютеры, и т.д. Номенклатура датчиков также весьма широка. Применяют датчики наличия установленного инструмента и контроля силы резания, мощности, вибраций, крутящего момента, скорости вращения.

Рассмотрим применение простейшей системы мониторинга на токарном МС (рис. 10.13). Шпиндель 1 с закрепленной в патроне 2 заготовкой 3 получает главное вращательное движение, бесступенчатое регулирование которого осуществляется системой ЧПУ. Датчик 6 силы резания устанавливается на револьверную головку 5, закрепленную на суппорте 9. Снимаемый с датчика сигнал передается через усилитель 7 на устройство 8 системы мониторинга процесса, которое сравнивает сигнал с заданным значением. При изменении сигнала больше чем на допустимую величину устройство анализирует возможную причину (например, резкий скачок нагрузки с последующим провалом может означать поломку инструмента 4) и выдает сигнал в систему ЧПУ об остановке шпинделя 1 станка. При этом программы и в УЧПУ 11, и в устройстве сравнения системы мониторинга отрабатываются параллельно (поскольку на разных инструментах или даже на разных этапах работы одного и того же инструмента силы резания могут сильно отличаться). В УЧПУ предусмотрен пульт 10 для ручного управления.